JP2021524664A - Discharge chamber, and ionization devices, ionization methods and ionization systems using it - Google Patents
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Abstract
プラズマ放電チャンバと、プラズマ放電チャンバを備えるプラズマイオン化源との特定の構成が記載されている。いくつかの実施例では、放電チャンバは導電性エリアを含み、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成される。他の実施例では、放電チャンバは、プラズマガスを受け入れるように構成された少なくとも1つの入口と、放電チャンバからイオン化されたアナライトを提供するように構成された少なくとも1つの出口とを備える。放電チャンバを使用するシステム及び方法もまた、記載されている。【選択図】図1Specific configurations of a plasma discharge chamber and a plasma ionization source comprising a plasma discharge chamber are described. In some embodiments, the discharge chamber comprises a conductive area and is configured to maintain plasma discharge within the discharge chamber. In another embodiment, the discharge chamber comprises at least one inlet configured to receive plasma gas and at least one outlet configured to provide ionized analysts from the discharge chamber. Systems and methods that use the discharge chamber are also described. [Selection diagram] Fig. 1
Description
優先出願
本出願は、2018年5月18日に出願された米国仮出願第62/673,513号の関連出願であり、この仮出願に対する優先権、及びこの仮出願の利益を主張するものであり、この仮出願の開示全体を参照により本明細書に援用する。
Preferred Application This application is a related application of US Provisional Application No. 62 / 673,513 filed on May 18, 2018, claiming priority over this provisional application and the interests of this provisional application. Yes, the entire disclosure of this provisional application is incorporated herein by reference.
本明細書に記載された技術は、イオン化デバイス、イオン化方法及びイオン化システムに関する。より詳細には、プラズマ放電イオン化源のいくつかの構成、ならびにそれらを用いたシステム及び方法について説明する。 The techniques described herein relate to ionization devices, ionization methods and systems. More specifically, some configurations of plasma discharge ion sources, as well as systems and methods using them, will be described.
イオン化法は、様々なアナライトの分析によく用いられる。アナライトをイオン化させると、多くの場合、多量のフラグメンテーションをもたらし得る。 Ionization methods are often used to analyze various analysts. Ionization of the analyte can often result in a large amount of fragmentation.
イオン化デバイス、イオン化方法及びイオン化システムのある特定の態様、実施形態、構成及び特徴が、本明細書に記載されている。 Certain embodiments, embodiments, configurations and features of ionization devices, ionization methods and ionization systems are described herein.
一態様では、プラズマ放電イオン化源が提供される。ある特定の構成では、本イオン化源は、電源に電気的に結合するように構成され、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成された放電チャンバを備えており、放電チャンバが、プラズマガスを受け入れるように構成された少なくとも1つの入口と、放電チャンバからイオン化されたアナライトを提供するように構成された少なくとも1つの出口とを備える。 In one aspect, a plasma discharge ionization source is provided. In certain configurations, the ionization source comprises a discharge chamber that is configured to be electrically coupled to a power source and is configured to maintain plasma discharge within the discharge chamber, where the discharge chamber is a plasma gas. It comprises at least one inlet configured to accept the plasma and at least one outlet configured to provide ionized analysts from the discharge chamber.
ある特定の実施例では、プラズマ放電イオン化源は、少なくとも1つの入口と少なくとも1つの出口との間に、少なくとも1つの湾曲部をさらに備え、少なくとも1つの湾曲部が、少なくとも1つの出口を通って放電チャンバを出る準安定原子及び自由電子及び光子の数を減らすように構成されている。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの湾曲部は、約90度の湾曲部として構成されている。他の実施形態では、プラズマ放電イオン化源は、少なくとも1つの湾曲部の上流に配置されているか、または少なくとも1つの湾曲部の下流に配置されている第2の湾曲部をさらに備える。 In certain embodiments, the plasma discharge ion source further comprises at least one bend between at least one inlet and at least one outlet, with at least one bend passing through at least one outlet. It is configured to reduce the number of semi-stable atoms and free electrons and photons leaving the discharge chamber. In some embodiments, at least one bend is configured as a bend of about 90 degrees. In other embodiments, the plasma discharge ion source further comprises a second bend located upstream of at least one bend or downstream of at least one bend.
いくつかの例では、プラズマ放電イオン化源は、放電チャンバに電気的に結合された第1の電極をさらに備え、第1の電極が、電源に電気的に結合するように構成されている。他の実施例では、第1の電極は、放電チャンバの少なくとも1つの入口内に配置される。いくつかの実施形態では、プラズマ放電イオン化源は、放電チャンバに電気的に結合された第2の電極をさらに備える。 In some examples, the plasma discharge ion source further comprises a first electrode electrically coupled to the discharge chamber, the first electrode being configured to be electrically coupled to the power source. In another embodiment, the first electrode is located within at least one inlet of the discharge chamber. In some embodiments, the plasma discharge ion source further comprises a second electrode electrically coupled to the discharge chamber.
いくつかの実施例では、放電チャンバは、1つ以上の導電材料、例えば、ステンレス鋼、タングステン、ニッケルクロム合金、ニッケルクロムモリブデン合金、チタン、チタン合金、及びそれらの組み合わせを含む。 In some embodiments, the discharge chamber comprises one or more conductive materials such as stainless steel, tungsten, nickel-chromium alloys, nickel-chromium molybdenum alloys, titanium, titanium alloys, and combinations thereof.
ある特定の実施形態では、入口が、プラズマガスと、アナライトを含むサンプルとを同時に受け取るように構成されている。他の実施形態では、プラズマ放電イオン化源は、入口とは別個の第2の入口をさらに備え、第2の入口が、アナライトを含むサンプルを放電チャンバに供給するように構成されている。いくつかの実施例では、放電チャンバが、少なくとも1つの入口に隣接する第1の区域、少なくとも1つの出口に隣接する第3の区域、及び第1の区域と第3の区域との間の第2の区域を備える。 In certain embodiments, the inlet is configured to receive the plasma gas and the sample containing the analite at the same time. In another embodiment, the plasma discharge ionization source further comprises a second inlet separate from the inlet, the second inlet being configured to feed the discharge chamber with a sample containing the analite. In some embodiments, the discharge chamber has a first area adjacent to at least one inlet, a third area adjacent to at least one outlet, and a first area between the first and third areas. It has two areas.
他の実施例では、第3の区域の平均内径が、第2の区域の平均内径よりも大きい。いくつかの実施形態では、第2の区域の平均内径が、第1の区域の平均内径よりも大きい。 In another embodiment, the average inner diameter of the third area is larger than the average inner diameter of the second area. In some embodiments, the average inner diameter of the second area is greater than the average inner diameter of the first area.
他の実施形態では、放電チャンバが、第2のプラズマガスを受け入れるように構成された第2の入口をさらに備える。ある特定の実施例では、放電チャンバが、誘導結合を全く伴わずにプラズマ放電を維持するように構成されている。 In another embodiment, the discharge chamber further comprises a second inlet configured to receive a second plasma gas. In certain embodiments, the discharge chamber is configured to maintain plasma discharge without any inductive coupling.
いくつかの構成では、プラズマ放電イオン化源は、放電チャンバに流体的に結合された第2の放電チャンバをさらに備え、第2の放電チャンバが、第2の放電チャンバの入口区域と出口区域との間に少なくとも1つの湾曲部を備える。ある特定の実施例では、第2の放電チャンバの少なくとも1つの湾曲部が、放電チャンバの少なくとも1つの湾曲部とは異なる幾何学的形状を備える。 In some configurations, the plasma discharge ion source further comprises a second discharge chamber fluidly coupled to the discharge chamber, the second discharge chamber having an inlet area and an outlet area of the second discharge chamber. It is provided with at least one curved portion in between. In certain embodiments, at least one bend in the second discharge chamber has a different geometry than at least one bend in the discharge chamber.
ある特定の実施例では、プラズマ放電イオン化源は、第2の放電チャンバに電気的に結合された電極をさらに備える。いくつかの実施形態では、第2の放電チャンバが、プラズマガスとは異なる第2のプラズマガスでプラズマ放電を維持するように構成されている。ある特定の実施例では、放電チャンバが、2つ以上の異なるプラズマガスを受け取って、異なるプラズマガスを使用して、異なるアナライト種を選択的にイオン化するように構成され得る。 In certain embodiments, the plasma discharge ion source further comprises an electrode electrically coupled to a second discharge chamber. In some embodiments, the second discharge chamber is configured to maintain plasma discharge with a second plasma gas that is different from the plasma gas. In one particular embodiment, the discharge chamber may be configured to receive two or more different plasma gases and use the different plasma gases to selectively ionize different different analyte species.
別の態様では、質量分析計システムは、プラズマ放電イオン化源を備える。本プラズマ放電イオン化源は、電源に電気的に結合するように構成された放電チャンバを含み得、放電チャンバが、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成されており、放電チャンバが、プラズマガスを受け入れるように構成された少なくとも1つの入口と、放電チャンバからイオン化されたアナライトを提供するように構成された少なくとも1つの出口とを備える。質量分析計システムはまた、放電チャンバの少なくとも1つの出口に流体的に結合され、放電チャンバからイオン化されたアナライトを受け取るように構成された質量分析器を備え得る。 In another aspect, the mass spectrometer system comprises a plasma discharge ionization source. The plasma discharge ionization source may include a discharge chamber configured to be electrically coupled to a power source, the discharge chamber being configured to maintain plasma discharge within the discharge chamber, and the discharge chamber being plasma. It comprises at least one inlet configured to receive the gas and at least one outlet configured to provide ionized analysts from the discharge chamber. The mass spectrometer system may also include a mass spectrometer that is fluidly coupled to at least one outlet of the discharge chamber and is configured to receive ionized analysts from the discharge chamber.
ある特定の実施例では、放電チャンバは、放電チャンバに電気的に結合された第1の電極をさらに備え、第1の電極が、電源に電気的に結合するように構成されている。いくつかの実施例では、放電チャンバは、質量分析器の入口オリフィスに直接結合されている。 In certain embodiments, the discharge chamber further comprises a first electrode electrically coupled to the discharge chamber, the first electrode being configured to be electrically coupled to a power source. In some embodiments, the discharge chamber is directly coupled to the inlet orifice of the mass spectrometer.
他の実施例では、質量分析器は、放電チャンバの出口に流体的に結合された少なくとも1つの四重極アセンブリを備える。いくつかの例では、質量分析器は、3連型四重極アセンブリを備える。他の例では、質量分析計システムは、放電チャンバの出口と3連型四重極アセンブリの入口との間に少なくとも1つのポンピングステージを備える。いくつかの実施例では、3連型四重極アセンブリの第1の四重極アセンブリは、少なくとも1つのポンピングステージに流体的に結合され、第1の四重極アセンブリは、質量フィルタとして構成される。他の例では、3連型四重極アセンブリの第2の四重極アセンブリは、第1の四重極アセンブリに流体的に結合され、第2の四重極アセンブリは、衝突四重極アセンブリとして構成される。いくつかの実施形態では、3連型四重極アセンブリの第3の四重極アセンブリは、第2の四重極アセンブリに流体的に結合され、第3の四重極アセンブリは質量フィルタとして構成される。 In another embodiment, the mass spectrometer comprises at least one quadrupole assembly fluidly coupled to the outlet of the discharge chamber. In some examples, the mass spectrometer comprises a triple quadrupole assembly. In another example, the mass spectrometer system comprises at least one pumping stage between the outlet of the discharge chamber and the inlet of the triple quadrupole assembly. In some embodiments, the first quadrupole assembly of the triple quadrupole assembly is fluidly coupled to at least one pumping stage and the first quadrupole assembly is configured as a mass filter. NS. In another example, the second quadrupole assembly of the triple quadrupole assembly is fluidly coupled to the first quadrupole assembly and the second quadrupole assembly is the collision quadrupole assembly. It is configured as. In some embodiments, the third quadrupole assembly of the triple quadrupole assembly is fluidly coupled to the second quadrupole assembly and the third quadrupole assembly is configured as a mass filter. Will be done.
いくつかの実施例では、質量分析計システムは、第3の四重極アセンブリに流体的に結合された検出器をさらに備える。ある特定の実施形態では、質量分析計システムは、放電チャンバに電気的に結合されたプロセッサをさらに備え、プロセッサは、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するために、放電チャンバに第1の電圧を供給するように構成される。いくつかの実施例では、プロセッサは、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するために、第1の電圧とは異なる第2の電圧を供給するように構成される。いくつかの構成では、プロセッサは、プラズマガスを放電チャンバに供給するようにさらに構成される。ある特定の実施形態では、プロセッサは、上記のプラズマガスとは異なる第2のプラズマガスを放電チャンバに供給するようにさらに構成される。 In some embodiments, the mass spectrometer system further comprises a detector fluidly coupled to a third quadrupole assembly. In certain embodiments, the mass analyzer system further comprises a processor electrically coupled to the discharge chamber, the processor applying a first voltage to the discharge chamber to maintain plasma discharge within the discharge chamber. Configured to supply. In some embodiments, the processor is configured to supply a second voltage that is different from the first voltage in order to maintain the plasma discharge in the discharge chamber. In some configurations, the processor is further configured to supply plasma gas to the discharge chamber. In certain embodiments, the processor is further configured to supply a second plasma gas, which is different from the plasma gas described above, to the discharge chamber.
ある特定の実施形態では、質量分析計の放電チャンバは、少なくとも1つの入口に隣接する第1の区域、少なくとも1つの出口に隣接する第3の区域、及び第1の区域と第3の区域との間の第2の区域を備え得る。他の実施形態では、第3の区域の平均内径が、第2の区域の平均内径よりも大きく、第2の区域の平均内径が、第1の区域の平均内径よりも大きい。 In certain embodiments, the mass spectrometer discharge chamber comprises a first area adjacent to at least one inlet, a third area adjacent to at least one outlet, and a first and third area. A second area between may be provided. In another embodiment, the average inner diameter of the third area is larger than the average inner diameter of the second area, and the average inner diameter of the second area is larger than the average inner diameter of the first area.
いくつかの実施例では、質量分析計の放電チャンバは、少なくとも1つの入口と少なくとも1つの出口との間に、少なくとも1つの湾曲部をさらに備え、少なくとも1つの湾曲部が、少なくとも1つの出口を通って放電チャンバを出る準安定原子及び自由電子の数を減らすように構成されている。 In some embodiments, the mass spectrometer discharge chamber further comprises at least one bend between at least one inlet and at least one outlet, with at least one bend having at least one outlet. It is configured to reduce the number of semi-stable atoms and free electrons that pass through and exit the discharge chamber.
ある特定の実施例では、質量分析計システムは、放電チャンバに流体的に結合された第2の放電チャンバをさらに備え、第2の放電チャンバが、第2の放電チャンバの入口区域と出口区域との間に少なくとも1つの湾曲部を備える。 In one particular embodiment, the mass analyzer system further comprises a second discharge chamber fluidly coupled to the discharge chamber, the second discharge chamber having an inlet area and an outlet area of the second discharge chamber. At least one curved portion is provided between the two.
いくつかの実施形態では、質量分析計システムは、放電チャンバの少なくとも1つの入口に流体的に結合されたクロマトグラフィシステムをさらに備える。ある特定の実施例では、クロマトグラフィシステムは、ガスクロマトグラフィシステムまたは液体クロマトグラフィシステムとして構成されている。 In some embodiments, the mass spectrometer system further comprises a chromatography system fluidly coupled to at least one inlet of the discharge chamber. In certain embodiments, the chromatography system is configured as a gas chromatography system or a liquid chromatography system.
別の態様では、方法は、第1の電極を備える放電チャンバ内に維持されたプラズマ放電に、アナライトを導入することによって、アナライトをイオン化することを含み、放電チャンバが、少なくとも1つの入口と、少なくとも1つの出口とを備え、プラズマ放電が、放電チャンバの少なくとも1つの入口を通して放電チャンバ内に導入されたプラズマガスの存在下で、第1の電極に電圧を供給することにより、放電チャンバ内に維持される。 In another aspect, the method comprises ionizing the analyte by introducing it into a plasma discharge maintained in a discharge chamber comprising a first electrode, the discharge chamber having at least one inlet. And with at least one outlet, the discharge chamber by supplying a voltage to the first electrode in the presence of plasma gas introduced into the discharge chamber through at least one inlet of the discharge chamber. Maintained within.
ある特定の実施形態では、本方法は、放電チャンバの少なくとも1つの入口内に配置されるように第1の電極を構成することを含む。いくつかの実施例では、本方法は、第1の電極に、約+/−10ボルト〜約+/−5000ボルトの直流電圧を供給することを含む。他の実施例では、本方法は、第1の電極に、約+/−20ボルト〜約+/−3000ボルトの交流電圧を供給することを含む。いくつかの例では、本方法は、第1の電極に無線周波数電流を供給することを含み、無線周波数の周波数が、約100Hz〜約10MHzである。本明細書で提供される電圧及び周波数は、単なる説明的なものにすぎず、他の電圧及び周波数は、本開示の利益を受けて、当業者によって選択されるであろう。 In certain embodiments, the method comprises configuring the first electrode to be located within at least one inlet of the discharge chamber. In some embodiments, the method comprises supplying the first electrode with a DC voltage of about +/- 10V to about +/- 5000V. In another embodiment, the method comprises supplying the first electrode with an AC voltage of about +/- 20 volts to about +/- 3000 volts. In some examples, the method comprises supplying a radio frequency current to the first electrode, the frequency of the radio frequency being from about 100 Hz to about 10 MHz. The voltages and frequencies provided herein are merely explanatory and other voltages and frequencies will be selected by one of ordinary skill in the art to benefit from the present disclosure.
他の実施例では、本方法は、プラズマ放電を維持するのに好適な圧力で放電チャンバ内にプラズマ放電を維持することを含み、例えば、一実施例は、約10-3〜100トルの圧力を使用し得る。いくつかの実施形態では、本方法は、500sccm以下のプラズマガス流量を使用してプラズマ放電を提供することを含むが、この例示的な流量以外の流量も使用することができる。 In another embodiment, the method comprises maintaining the plasma discharge in the discharge chamber at a pressure suitable for maintaining the plasma discharge, for example, one embodiment has a pressure of about 10-3 to 100 torr. Can be used. In some embodiments, the method comprises providing plasma discharge using a plasma gas flow rate of 500 sccm or less, but flow rates other than this exemplary flow rate can also be used.
いくつかの実施例では、本方法は、少なくとも1つの入口に隣接する第1の区域、少なくとも1つの出口に隣接する第3の区域、及び第1の区域と第3の区域との間の第2の区域で放電チャンバを構成することを含み、第3の区域の平均内径が、第2の区域の平均内径よりも大きい。 In some embodiments, the method comprises a first area adjacent to at least one entrance, a third area adjacent to at least one exit, and a first area between the first and third areas. The average inner diameter of the third area is larger than the average inner diameter of the second area, including forming the discharge chamber in the second area.
ある特定の実施例では、本方法は、イオン化されたアナライトの親アナライトイオンの生成を促進して、親アナライトイオンの質量対電荷ピーク強度を使用するアナライトの定量を可能にするように、供給電圧を選択することを含む。 In certain embodiments, the method facilitates the production of parental analite ions in ionized analysts to allow quantification of the analysts using the mass vs. charge peak intensity of the parental analite ions. Includes selecting the supply voltage.
いくつかの実施形態では、本方法は、放電チャンバ内でプラズマ放電が維持されるかどうかを判定するために、第1の電極に供給される電流を監視することを含む。ある特定の実施例では、本方法は、放電チャンバ内でプラズマ放電が維持されるかどうかを判定するために、光学センサを使用することを含む。 In some embodiments, the method comprises monitoring the current delivered to the first electrode to determine if plasma discharge is maintained within the discharge chamber. In certain embodiments, the method comprises using an optical sensor to determine if plasma discharge is maintained within the discharge chamber.
いくつかの構成では、プラズマガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、窒素、一酸化窒素、アンモニア、酸素、空気、圧縮空気、水素、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素、亜酸化窒素、及び二酸化窒素のうちの1つ以上であり得る。これらの説明的なプラズマガスは例示として提供されており、同様に使用し得る他のプラズマガス、例えば、希土類ガス、希土類ガス混合物などを除外することを意図するものではない。 In some configurations, the plasma gas is helium, neon, argon, krypton, xenone, nitrogen, nitric oxide, ammonia, oxygen, air, compressed air, hydrogen, methane, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrous oxide, And one or more of nitric oxide. These descriptive plasma gases are provided by way of example and are not intended to exclude other plasma gases that may be used as well, such as rare earth gases, rare earth gas mixtures and the like.
ある特定の実施例では、本方法は、アナライトを放電チャンバに導入して、導入されたアナライトを、第1のプラズマガスを使用してイオン化することと、第2のアナライトを放電チャンバに導入する前に、イオン化されたアナライトが、少なくとも1つの出口を通って放電チャンバを出るのを可能にすることと、第2のアナライトを放電チャンバに導入して、導入された第2のアナライトを、第1のプラズマガスとは異なる第2のプラズマガスを使用してイオン化することとを含む。いくつかの例では、本方法は、第3のアナライトを放電チャンバに導入する前に、イオン化された第2のアナライトが、少なくとも1つの出口を通って放電チャンバを出るのを可能にすることと、第3のアナライトを放電チャンバに導入して、導入された第3のアナライトを、第1のプラズマガス及び第2のプラズマガスとは異なる第3のプラズマガスを使用してイオン化することとを含む。第1のプラズマガス及び第2のプラズマガスのそれぞれは、独立して、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、窒素、一酸化窒素、アンモニア、酸素、空気、圧縮空気、水素、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素、亜酸化窒素、及び二酸化窒素のうちの1つ以上であり得る。 In one particular embodiment, the method introduces an analyte into the discharge chamber to ionize the introduced analyst using a first plasma gas and a second analog in the discharge chamber. Allowing the ionized analyst to exit the discharge chamber through at least one outlet prior to introduction into the discharge chamber and introducing a second analyst into the discharge chamber to introduce the second Includes the ionizing of the analysts with a second plasma gas that is different from the first plasma gas. In some examples, the method allows the ionized second analyst to exit the discharge chamber through at least one outlet before introducing the third analyst into the discharge chamber. In addition, a third analyzer is introduced into the discharge chamber, and the introduced third analyzer is ionized using a first plasma gas and a third plasma gas different from the second plasma gas. Including to do. Each of the first plasma gas and the second plasma gas independently helium, neon, argon, krypton, xenone, nitrogen, nitrous oxide, ammonia, oxygen, air, compressed air, hydrogen, methane, monoxide. It can be one or more of carbon, carbon dioxide, nitrous oxide, and nitrogen dioxide.
ある特定の実施例では、本方法は、アナライトを放電チャンバに導入して、導入されたアナライトを、少なくとも1つの電極に供給される第1の電圧を使用してイオン化することと、第2のアナライトを放電チャンバに導入する前に、イオン化されたアナライトが、少なくとも1つの出口を通って放電チャンバを出るのを可能にすることと、第2のアナライトを放電チャンバに導入して、導入された第2のアナライトを、第1の電圧とは異なる第2の電圧を使用してイオン化することとを含む。いくつかの実施形態では、本方法は、第3のアナライトを放電チャンバに導入する前に、イオン化された第2のアナライトが、少なくとも1つの出口を通って放電チャンバを出るのを可能にすることと、第3のアナライトを放電チャンバに導入して、導入された第3のアナライトを、第1の電圧及び第2の電圧とは異なる第3の電圧を使用してイオン化することとを含む。いくつかの実施例では、本方法は、第2のアナライトを放電チャンバに導入する前に、プラズマガスの組成を変更することを含む。 In one particular embodiment, the method introduces an analyzer into a discharge chamber and ionizes the introduced analog using a first voltage supplied to at least one electrode. Allowing the ionized analyst to exit the discharge chamber through at least one outlet and introducing a second analyst into the discharge chamber before introducing the second analyst into the discharge chamber. The introduced second analyzer is ionized using a second voltage different from the first voltage. In some embodiments, the method allows the ionized second analyst to exit the discharge chamber through at least one outlet before introducing the third analyst into the discharge chamber. And to introduce a third analyst into the discharge chamber and ionize the introduced third analyst using a third voltage different from the first voltage and the second voltage. And include. In some embodiments, the method comprises altering the composition of the plasma gas prior to introducing the second analyst into the discharge chamber.
他の実施形態では、本方法は、少なくとも1つの入口と少なくとも1つの出口との間に少なくとも1つの湾曲部を備えるように放電チャンバを構成することを含む。 In another embodiment, the method comprises configuring the discharge chamber to include at least one bend between at least one inlet and at least one outlet.
いくつかの実施例では、本方法は、放電チャンバを第2の放電チャンバに結合することを含み、第2の放電チャンバが、第2の電極に電気的に結合されており、第2の放電チャンバが、少なくとも1つの入口と、少なくとも1つの出口とを備えており、プラズマ放電が、プラズマガスの存在下で第2の電極に電圧を供給することにより、第2の放電チャンバ内に維持される。いくつかの構成では、第2の放電チャンバは、第2の放電チャンバの少なくとも1つの入口と、第2の放電チャンバの少なくとも1つの出口との間に、少なくとも1つの湾曲部で構成することができる。本明細書に記載の方法は、誘導結合を全く伴わずに、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するために使用することができる。 In some embodiments, the method comprises coupling a discharge chamber to a second discharge chamber, the second discharge chamber being electrically coupled to a second electrode and a second discharge. The chamber comprises at least one inlet and at least one outlet, and plasma discharge is maintained in the second discharge chamber by supplying voltage to the second electrode in the presence of plasma gas. NS. In some configurations, the second discharge chamber may consist of at least one bend between at least one inlet of the second discharge chamber and at least one outlet of the second discharge chamber. can. The methods described herein can be used to maintain plasma discharge in the discharge chamber without any inductive coupling.
追加の態様では、本明細書に記載のプラズマ放電イオン化源の1つ以上を含むキットが提供され、プラズマ放電イオン化源を使用するための説明書により、放電チャンバ内にプラズマ放電が提供される。 In an additional aspect, a kit comprising one or more of the plasma discharge ion sources described herein is provided, and the instructions for using the plasma discharge ion source provide plasma discharge within the discharge chamber.
別の態様では、アナライトのイオン化を促進する方法が記載されている。いくつかの実施例では、本方法は、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成されている放電チャンバを提供することであって、放電チャンバが、電源に結合するように構成された少なくとも1つの電極に電気的に結合するように構成されており、放電チャンバがさらに、少なくとも1つの入口と少なくとも1つの出口とを備える、放電チャンバを提供することを含み、放電チャンバが、少なくとも1つの電極に供給される電圧を使用して、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成されている。 In another aspect, a method of promoting ionization of the analite is described. In some embodiments, the method is to provide a discharge chamber that is configured to maintain plasma discharge within the discharge chamber, at least the discharge chamber is configured to couple to a power source. The discharge chamber is configured to be electrically coupled to one electrode, comprising providing a discharge chamber further comprising at least one inlet and at least one outlet, the discharge chamber having at least one. It is configured to use the voltage supplied to the electrodes to maintain a plasma discharge in the discharge chamber.
さらなる態様では、アナライトのイオン化を促進する方法は、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成されている放電チャンバを提供することであって、放電チャンバが、電源に結合するように構成された少なくとも1つの電極に電気的に結合するように構成されている。放電チャンバは、少なくとも1つの入口と、少なくとも1つの出口と、任意選択で、少なくとも1つの入口と少なくとも1つの出口との間の少なくとも1つの湾曲部とをさらに備え得る。放電チャンバは、少なくとも1つの電極に供給される電圧を使用して、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成され得る。 In a further aspect, a method of facilitating ionization of the analyte is to provide a discharge chamber that is configured to maintain plasma discharge within the discharge chamber, the discharge chamber being configured to couple to a power source. It is configured to be electrically coupled to at least one electrode. The discharge chamber may further comprise at least one inlet, at least one outlet, and optionally at least one bend between at least one inlet and at least one outlet. The discharge chamber can be configured to maintain plasma discharge within the discharge chamber using the voltage supplied to at least one electrode.
別の態様では、サンプル中のアナライトを定量する方法が、500sccm以下のプラズマガス流量を使用することにより、放電チャンバ内で生成されたプラズマ放電にアナライトを導入した後、アナライトのイオン化から生成された親アナライトイオンのピーク強度を測定することを含む。いくつかの実施例では、プラズマガスは、生成されたプラズマ放電を使用して、親アナライトイオンの生成を増大させるように選択され得る。 In another aspect, the method of quantifying the announcer in the sample is from ionization of the analyzer after introducing the announcer into the plasma discharge generated in the discharge chamber by using a plasma gas flow rate of 500 sccm or less. Includes measuring the peak intensity of the parental analite ions produced. In some embodiments, the plasma gas may be selected to increase the production of parental analite ions using the generated plasma discharge.
さらなる態様では、親アナライトイオンの生成を増大させるようにアナライトをイオン化する方法が、放電チャンバに供給されるプラズマガスと、放電チャンバに供給される電圧とを使用して、放電チャンバ内に維持されるプラズマ放電に、アナライトを導入することを含む。いくつかの構成では、プラズマ放電は、500sccm以下のプラズマガス流を使用して、放電チャンバ内に維持され得る。いくつかの例では、プラズマ放電が、約2000ケルビン以下の平均温度を含む。 In a further aspect, a method of ionizing the analytes to increase the production of parental analyte ions uses the plasma gas supplied to the discharge chamber and the voltage supplied to the discharge chamber into the discharge chamber. Includes the introduction of analysts into the sustained plasma discharge. In some configurations, the plasma discharge can be maintained in the discharge chamber using a plasma gas stream of 500 sccm or less. In some examples, the plasma discharge comprises an average temperature of about 2000 Kelvin or less.
別の態様では、約2000ケルビン以下の平均温度を含むプラズマ放電が記載されている。いくつかの実施形態では、プラズマ放電が、500sccm以下のプラズマガス流量で供給されるプラズマガスの存在下で、放電チャンバに供給された電圧を使用して、放電チャンバ内に維持され得る。 In another aspect, a plasma discharge containing an average temperature of about 2000 Kelvin or less is described. In some embodiments, the plasma discharge can be maintained in the discharge chamber using the voltage delivered to the discharge chamber in the presence of plasma gas supplied at a plasma gas flow rate of 500 sccm or less.
別の態様では、プラズマ放電を維持するために供給される電圧を変更することなく、正及び負の両方のアナライトイオンを提供するように構成されたプラズマ放電が提供される。 In another aspect, a plasma discharge is provided that is configured to provide both positive and negative analyze ions without changing the voltage supplied to maintain the plasma discharge.
さらなる態様、構成、実施形態及び実施例を、さらに詳細に後述する。 Further embodiments, configurations, embodiments and examples will be described in more detail below.
デバイス、システム及び方法の特定の具体的な構成について、添付の図を参照して以下に説明する。 Specific specific configurations of devices, systems and methods are described below with reference to the accompanying figures.
本開示の利益を踏まえれば、本放電チャンバの長さ、幅などの寸法は、必ずしも縮尺どおりである必要はないことが、当業者によって認識されるであろう。いずれかの一領域の長さまたは幅は、様々であってもよく、またはいずれかの他の領域の長さまたは幅とは異なっていてもよい。さらに、いずれかの一領域の3次元形状は、他の領域とは異なっていてもよく、必ずしも示された2次元の図に描かれていなくてもよい。 In light of the benefits of the present disclosure, it will be appreciated by those skilled in the art that dimensions such as length, width, etc. of the Discharge Chamber do not necessarily have to be to scale. The length or width of any one region may vary or may differ from the length or width of any other region. Further, the three-dimensional shape of any one region may be different from the other region and may not necessarily be drawn in the two-dimensional diagram shown.
1つ以上のアナライトをより穏やかにイオン化することができるイオン化デバイス及びイオン化システムを対象とする特定の方法、デバイス及びシステムが本明細書に記載されている。例えば、従来の電子イオン化(EI)源は、非常に高いエネルギを使用して、分子に多量のフラグメンテーションを起こさせ得る。分子から娘イオンへの多量のフラグメンテーションは、各種アナライトのフラグメントを重複させる原因となり、サンプル内の元分子の同一性及び/または量を判定し難くする可能性がある。本明細書に記載された方法及びデバイスを用いるイオン化デバイス及びイオン化条件を選択することにより、多量のフラグメンテーションを伴わずに、より多くの前駆イオンまたは親イオン、例えば、インタクトな分子イオンを生じさせる、よりソフトなイオン化を実施することができる。増大された量の前駆イオンの存在は、未知のサンプル中の分子のより正確な同定と、未知のサンプル中に存在する各分子の量を定量化する際の精度の向上とを含むが、これらに限定されない特定の属性を提供し得る。 Specific methods, devices and systems for ionizing devices and systems capable of more gently ionizing one or more analysts are described herein. For example, conventional electron ionization (EI) sources can use very high energies to cause a large amount of fragmentation in a molecule. Excessive fragmentation of molecules to daughter ions can cause duplication of fragments of various analysts, making it difficult to determine the identity and / or amount of the original molecule in the sample. By selecting an ionization device and ionization conditions using the methods and devices described herein, more precursor or parent ions, such as intact molecular ions, are produced without a large amount of fragmentation. Softer ionization can be performed. The presence of increased amounts of precursor ions includes more accurate identification of molecules in unknown samples and improved accuracy in quantifying the amount of each molecule present in unknown samples. It may provide specific attributes not limited to.
分子のよりソフトなイオン化を提供するのに使用できる多くの異なる構成のいくつかを説明するために、様々な放電「管」または放電チャンバが記載されている。管の精密寸法、材質、及び形状は様々であってよい。いくつかの実施例では、管は、例えば、実質的に全く曲がっていない、概して同軸の「ストレート型の」管であってもよく、一方、他の例では管は湾曲しており、例えば1つ以上の湾曲部を備えてもよい。チャンバまたは管の内径は、必要に応じて、入口端から出口端にかけて、増大または減少させてもよい。さらに、チャンバまたは管のある部分の直径を大きくし、続いて管の別の部分の直径を小さくしてもよい。チャンバまたは管は、管内のプラズマ放電の視覚化を可能にするように、光学的に透明であってもよく、光学的に不透明であってもよく、または1つ以上の光学窓を備えてもよい。プラズマ放電を維持するために供給される電圧を変更する必要がなく、チャンバまたは管を使用して、正イオン及び負イオンの両方を生成することができる。チャンバまたは管は、1つ、2つまたはそれ以上の入口と、1つ、2つまたはそれ以上の出口とを備え得る。さらに詳細に後述するように、チャンバまたは管の一部分以上が導電性であってもよいが、チャンバまたは管の全体が導電性である必要はなく、チャンバまたは管の様々な導電性部分は、必要に応じて非導電性エリアによって分離され得る。放電チャンバは、例えば、放電チャンバの一部分、または放電チャンバと共に使用される電極に電圧を供給することにより、電圧及びプラズマガスを用いて、プラズマ放電を維持するように構成することができる。プラズマ放電を、例えば、一切の誘電結合を伴わずに、維持することができる。 Various discharge "tubes" or discharge chambers have been described to illustrate some of the many different configurations that can be used to provide softer ionization of the molecule. The precision dimensions, materials, and shapes of the tubes may vary. In some embodiments, the tube may be, for example, a generally coaxial "straight" tube that is substantially completely unbent, while in other examples the tube is curved, eg, 1. It may have one or more curved portions. The inner diameter of the chamber or tube may be increased or decreased from the inlet end to the outlet end, if desired. In addition, the diameter of one part of the chamber or tube may be increased, followed by the diameter of another part of the tube. The chamber or tube may be optically transparent, optically opaque, or may be provided with one or more optical windows to allow visualization of the plasma discharge in the tube. good. Chambers or tubes can be used to generate both positive and negative ions without the need to change the voltage supplied to maintain the plasma discharge. The chamber or tube may include one, two or more inlets and one, two or more outlets. As will be described in more detail below, more than one part of the chamber or tube may be conductive, but the entire chamber or tube need not be conductive and the various conductive parts of the chamber or tube are required. Can be separated by non-conductive areas depending on the condition. The discharge chamber can be configured to maintain plasma discharge using voltage and plasma gas, for example by supplying a voltage to a portion of the discharge chamber or to an electrode used with the discharge chamber. Plasma discharge can be maintained, for example, without any inductive coupling.
ある特定の実施例において、図1を参照すると、本体105と、入口110と、出口115とを備えるストレート型のチャンバまたは管100が示されている。チャンバ100は、入口110に隣接した導電性エリア112と、出口115に隣接した導電性エリア117とを備える。導電性エリア112には電圧を供給することができ、導電性エリア117はグランドに電気的に結合され得る。プラズマガスが入口110を通してチャンバ100内に導入されると、チャンバ100内でプラズマ放電125を維持することができる。使用されるプラズマガスに応じて、放電125により、準安定原子及び準安定イオンが生成され得る。アナライトがチャンバ100内に導入されると、アナライト分子は、電子、準安定原子及び準安定イオンと衝突して、例えば、電子衝撃、ペニングイオン化及び/または電荷移動により、アナライトイオンを形成し得る。入口110から出口115へのプラズマガスの流れは、アナライトイオンをチャンバ100の下方へ輸送し、チャンバ100の側面との衝突によるそれらアナライトイオンのロスを回避し得る。準安定原子及び自由電子は、壁に衝突し、方向を変えられ、または他の手段を用いて除去されるので、それらは、システムの下流構成要素に実質的に全く入ることができない。一般に、プラズマガスのイオン化ポテンシャルとアナライトのイオン化ポテンシャルとの差が、イオン化の感度、及びフラグメンテーションの程度を決める。使用する特定のプラズマガスを選択することにより、様々なアナライトに対して選択的なイオン化を実現することができる。
In one particular embodiment, referring to FIG. 1, a straight chamber or
いくつかの実施形態では、図2Aを参照すると、放電チャンバまたは放電管は、チャンバの入口端に電極を電気的に結合することによって導電性にしてもよい。放電チャンバ200は、導電性のエリアの一部分を含む。電極210は、放電チャンバ200から電極210を電気的に分離するように作用し得るプローブを介して、放電チャンバ200の入口202に結合されるように示されている。放電チャンバ200は、シャーシグランドまたはグランド225に電気的に結合され得る。プラズマガスの存在下で電極210に電圧が供給されると、チャンバ200の一部の範囲内でプラズマ放電230が維持され得る。供給電圧及び/または供給プラズマガスに応じて、プラズマ放電230のイオン化ポテンシャルが調整され、または変更され得る。この調整は、チャンバ200内に導入された分子をイオン化するためのより制御された方法を提供し、様々なアナライト分子を、様々なプラズマガスで維持されたプラズマ放電に導入して、アナライト分子から生成されるイオンの全体的な種類及び性質を変更することができる。電極の正確な寸法は、入口の寸法に応じて異なり得る。例えば、直径が約1〜3mmの電極が使用され得るが、この大きさは、放電チャンバの寸法に応じて小さくしてもよく、または大きくしてもよい。
In some embodiments, with reference to FIG. 2A, the discharge chamber or discharge tube may be made conductive by electrically coupling an electrode to the inlet end of the chamber. The
ある特定の実施例では、図2Bを参照すると、放電管または放電チャンバが2つ以上の分離電極を備え得る。放電チャンバ250は、第1の電極260と、第1の電極260から空間的に分離された第2の電極265とを備える。第2の電極265は、グランドに電気的に結合されていてもよく、または電源から電圧を供給されていてもよい。第1の電極260及び第2の電極265のそれぞれに電圧が供給される実施例では、放電チャンバ自体がグランドに電気的に結合され得る。いくつかの実施例では、チャンバ250は導電性でなくてもよく、第1の電極260及び第2の電極265を使用してプラズマ放電275を維持してもよい。電極260、265に供給される電圧は、同じであってもよく、または異なっていてもよく、アナライトによって異なっていてもよい。同様に、異なるプラズマガスが入口252を通してチャンバ250内に導入される場合には、異なる電圧が電極260、265に供給されてもよい。
In certain embodiments, with reference to FIG. 2B, the discharge tube or discharge chamber may include two or more separation electrodes. The
いくつかの実施例では、放電チャンバまたは放電管は、準安定原子または自由電子、あるいはその両方の除去を強化し得る1つ以上の湾曲部を備えてもよい。図3Aを参照すると、第1の領域312と、第2の領域314とを備える放電チャンバ310が示されている。第1の領域312に入口311が存在しており、第2の領域314に出口315が存在している。第2の領域314の長手方向軸は、第1の領域312の長手方向軸と概ね直交している。図3Aのチャンバは、第1の領域312から第2の領域314への移行が急激であるという点で「急湾曲部」を備える。アナライトサンプル中に存在する特定の干渉種によるが、一部の干渉種は、一般に、入口311から直線経路を選んで、第2の領域314の直交面に衝突し得るので、干渉種の除去を強化するには、放電管に急湾曲部を含めることが望ましい場合がある。これに対して、アナライトイオンは、流動プラズマガスによって運ばれ、出口315を通ってチャンバを出ることができる。いくつかの実施形態では、第1の領域312の内径と第2の領域314の内径とは同じであってもよい。他の実施形態では、第1の領域312の平均内径は、第2の領域314の平均内径よりも小さい。さらに他の例では、第1の領域312の平均内径は、第2の領域314の平均内径よりも大きい。領域312、314のそれぞれの内径は、各領域の長さに沿って一定である必要はないが、必要に応じて変化させてもよい。第1の領域312及び第2の領域314に存在している材料もまた、同じであってもよく、または異なっていてもよい。領域312、314の全体的な形状もまた、同じであってもよく、または異なっていてもよい。さらに、急湾曲部エリアの正確な長さまたはその他の寸法は一様でなくてもよい。図示していないが、1つ以上の電極がチャンバ310に用いられ得、例えば、その電極に電圧が供給され、電圧がチャンバ310で利用されて、チャンバ310の一部の範囲内にプラズマ放電が維持され得る。チャンバ310は、チャンバ310と併用されるその他の構成要素に応じて、導電性であってもよく、または非導電性であってもよい。電極がチャンバ310に用いられる場合、電極は、通常、第1の領域312の入口に隣接して、またはその近くに配置されるが、この配置は必須ではない。
In some embodiments, the discharge chamber or discharge tube may include one or more bends that can enhance the removal of metastable atoms and / or free electrons. With reference to FIG. 3A, a
ある特定の実施形態では、放電チャンバまたは放電管は、急湾曲部の代わりに緩湾曲部を備え得る。図3Bを参照すると、第1の領域352と、第2の領域354とを備える放電チャンバまたは放電管350が示されている。第1の領域352に入口351が存在しており、第2の領域354に出口355が存在している。第2の領域354の長手方向軸もまた、第1の領域352の長手方向軸と概ね直交している。図3Bのチャンバは、第1の領域352から第2の領域354への移行が緩やかであるという点で「緩湾曲部」を備えるものであり、配管または管類の接続部における流体カプラとして一般的に用いられる90度エルボに形状が類似している。アナライトサンプル中に存在する特定の干渉種によるが、一部の干渉種は、緩湾曲部の存在下では除去され得るので、干渉種の除去を強化するには、放電チャンバに緩湾曲部を含めることが望ましい場合がある。アナライトイオンは、流動プラズマガスによって運ばれ、出口355を通ってチャンバを出ることができる。いくつかの実施形態では、第1の領域352の内径と第2の領域354の内径とは同じであってもよい。他の実施形態では、第1の領域352の平均内径は、第2の領域354の平均内径よりも小さい。さらに他の例では、第1の領域352の平均内径は、第2の領域354の平均内径よりも大きい。領域352、354のそれぞれの内径は、各領域の長さに沿って一定である必要はないが、必要に応じて変化させてもよい。第1の領域352及び第2の領域354に存在している材料もまた、同じであってもよく、または異なっていてもよい。領域352、354の全体的な形状もまた、同じであってもよく、または異なっていてもよい。さらに、緩湾曲部エリアの正確な長さまたはその他の寸法は一様でなくてもよい。図示していないが、1つ以上の電極がチャンバ350に用いられ得、例えば、その電極に電圧が供給され、電圧がチャンバ350で利用されて、チャンバ350の一部の範囲内にプラズマ放電が維持され得る。チャンバ350は、チャンバ350と併用されるその他の構成要素に応じて、導電性であってもよく、または非導電性であってもよい。電極がチャンバ350に用いられる場合、電極は、通常、第1の領域352の入口に隣接して、またはその近くに配置されるが、この配置は必須ではない。緩湾曲部が曲げられる正確な角度は、例えば、約60度から約90度まで様々であってもよい。
In certain embodiments, the discharge chamber or discharge tube may include a gently curved portion instead of a sharply curved portion. With reference to FIG. 3B, a discharge chamber or
いくつかの実施形態では、放電チャンバまたは放電管は、複数の湾曲部を備え得る。複数の湾曲部を含むことで、例えば、準安定原子、自由電子及び光子などの干渉種の除去は、アナライト分子がこれらの干渉種を実質的に含まずに放電チャンバまたは放電管を出て行くように改善され得る。図4Aを参照すると、入口411と、第1の領域412と、第1の湾曲部413と、第1の湾曲部413を介して第1の領域412に結合された第2の領域414と、第2の湾曲部415と、第2の湾曲部415を介して第2の領域414に結合された第3の領域416とを備える放電チャンバまたは放電管410が示されている。第3の領域416は、出口417を備える。図4Aに示す湾曲部413、415は、両方とも緩湾曲部であるように示しているが、存在する可能性のある特定の干渉種に応じて、1つの急湾曲部と1つの緩湾曲部か、または2つの急湾曲部を含めることが望ましい場合がある。さらに、湾曲部413、415の全長は同じである必要はなく、干渉種の除去をさらに強化するために、下流側の湾曲部415を長くすることが望ましい場合がある。同様に、第2の湾曲部415の全内径を増加させて、放電チャンバ410のその端部における圧力流を変更することが望ましい場合がある。例えば、第2の湾曲部415及び第3の領域416の直径を増加させることにより、チャンバ410内のガス流及びガス圧力を変更して、層流または他の何らかの種類の所望の流れを促進してもよい。図示していないが、1つ以上の電極がチャンバ410に用いられ得、例えば、その電極に電圧が供給され、電圧がチャンバ410で利用されて、チャンバ410の一部の範囲内にプラズマ放電が維持され得る。チャンバ410は、チャンバ410と併用されるその他の構成要素に応じて、導電性であってもよく、または非導電性であってもよい。電極がチャンバ410に用いられる場合、電極は、通常、第1の領域412の入口411に隣接して、またはその近くに配置されるが、この配置は必須ではない。
In some embodiments, the discharge chamber or discharge tube may include multiple bends. By including multiple bends, for example, the removal of interfering species such as semi-stable atoms, free electrons and photons allows the Analite molecule to leave the discharge chamber or discharge tube substantially free of these interfering species. Can be improved to go. Referring to FIG. 4A, an
ある特定の実施例では、放電管または放電チャンバが、3つ以上の湾曲部を備え得る。図4Bを参照すると、入口451と、第1の領域452と、第1の湾曲部453と、第1の湾曲部453を介して第1の領域452に結合された第2の領域454と、第2の湾曲部455と、第2の湾曲部455を介して第2の領域454に結合された第3の領域456と、第3の湾曲部457と、第3の湾曲部457を介して第3の領域456に結合された第4の領域458とを備える放電チャンバまたは放電管450が示されている。第4の領域458は、出口459を備える。図4Bに示す湾曲部455及び457は緩湾曲部であるように示しているが、存在する可能性のある特定の干渉種に応じて、複数の急湾曲部を含めることが望ましい場合がある。さらに、湾曲部453、455、457の全長は同じである必要はなく、干渉種の除去をさらに強化するために、下流側の湾曲部457を長くすることが望ましい場合がある。同様に、第3の湾曲部457の全内径を増加させて、放電チャンバ450のその端部における圧力流を変更することが望ましい場合がある。例えば、第3の湾曲部457及び第4の領域458の直径を増加させることにより、チャンバ450内のガス流及びガス圧力を変更して、層流または他の何らかの種類の所望の流れを促進してもよい。図示していないが、1つ以上の電極がチャンバ450に用いられ得、例えば、その電極に電圧が供給され、電圧がチャンバ450で利用されて、チャンバ450の一部の範囲内にプラズマ放電が維持され得る。チャンバ450は、チャンバ450と併用されるその他の構成要素に応じて、導電性であってもよく、または非導電性であってもよい。電極がチャンバ450に用いられる場合、電極は、通常、第1の領域452の入口451に隣接して、またはその近くに配置されるが、この配置は必須ではない。
In certain embodiments, the discharge tube or discharge chamber may include three or more bends. Referring to FIG. 4B, an
ある特定の実施形態では、放電チャンバまたは放電管は、向きが異なる2つ以上の湾曲部を備え得る。異なる向きを有する複数の湾曲部を含むことで、例えば、準安定原子、自由電子及び光子などの干渉種の除去を、アナライト分子がこれらの干渉種を実質的に含まずに放電チャンバまたは放電管を出て行くように、強化することが実現され得る。図4Cを参照すると、入口471と、第1の領域472と、第1の湾曲部473と、第1の湾曲部473を介して第1の領域472に結合された第2の領域474と、第2の湾曲部475と、第2の湾曲部475を介して第2の領域474に結合された第3の領域476と、湾曲部477を介して第3の領域476に結合された第4の領域478とを備える放電チャンバまたは放電管470が示されている。第4の領域478は、出口479を備える。図4Cに示す湾曲部473、475、及び477は、全て緩湾曲部であるように示しているが、存在する可能性のある特定の干渉種に応じて、1つの急湾曲部と2つの緩湾曲部か、または2つの急湾曲部を含めることが望ましい場合がある。さらに、湾曲部473、475、477の全長は同じである必要はなく、干渉種の除去をさらに強化するために、下流側の湾曲部477を長くすることが望ましい場合がある。同様に、湾曲部477の全内径を増加させて、放電チャンバ470のその端部における圧力流を変更することが望ましい場合がある。例えば、第3の湾曲部477ならびに第3の領域476及び第4の領域478の直径を増加させることにより、チャンバ470内のガス流及びガス圧力を変更して、層流または他の何らかの種類の所望の流れを促進してもよい。この説明図では、湾曲部473は+90度の湾曲部と見なされ得、湾曲部475は−90度の湾曲部と見なされ得る。湾曲部473、475の異なる向きに応じてガス流の方向を変更することにより、干渉種とチャンバ470の壁との衝突を増進させることができ、それによって、これらの干渉種を除去するように作用し得る。アナライトイオンは中央のガス流内に混入され得、そのガス流はチャンバ470の下方へ移動して出口479から出て行く。図示していないが、1つ以上の電極がチャンバ470に用いられ得、例えば、その電極に電圧が供給され、電圧がチャンバ470で利用されて、チャンバ470の一部の範囲内にプラズマ放電が維持され得る。チャンバ470は、チャンバ470と併用されるその他の構成要素に応じて、導電性であってもよく、または非導電性であってもよい。電極がチャンバ470に用いられる場合、電極は、通常、第1の領域472の入口471に隣接して、またはその近くに配置されるが、この配置は必須ではない。
In certain embodiments, the discharge chamber or discharge tube may include two or more bends in different orientations. By including multiple curved parts with different orientations, the removal of interfering species such as semi-stable atoms, free electrons and photons can be achieved in the discharge chamber or discharge with the analog molecules substantially free of these interfering species. Reinforcement can be realized to leave the tube. Referring to FIG. 4C, an
いくつかの実施例では、本明細書に記載されている放電チャンバは、複数の入口を備え得る。図5Aを参照すると、放電チャンバ510が、第1の入口511と、第2の入口513と、出口515とを備える。いくつかの実施例では、1つのプラズマガスのみがチャンバ510内に随時入ることができるように、入口511、513を異なるプラズマガスに流体的に結合してもよい。他の例では、入口511、513を使用して、2つの異なるプラズマガスをチャンバ510内に同時に導入することができる。それぞれのプラズマガスの圧力及び流量は、同じであってもよく、または異なっていてもよく、2つのガスのインライン混合をチャンバ510内で達成することが可能である。
In some embodiments, the discharge chambers described herein may include multiple inlets. Referring to FIG. 5A, the
他の構成では、入口511、513の一方を通してサンプルが導入され得、入口511、513の他方にはプラズマガスが導入され得る。図5Aの構成では、入口511、513を通して、プラズマガスと同軸にサンプルをチャンバに導入することになる。しかし、必要に応じて、プラズマガス及びサンプルの一方を、非同軸的にチャンバ内に導入してもよい。例えば、図5Bを参照すると、第1の入口551と、第2の入口553と、出口555とを備えるチャンバ550が示されている。第2の入口553は、第1の入口551と概ね直交する。必要に応じて、2つの異なるプラズマガスを、入口551、553を通して導入してもよく、チャンバ550内にサンプルを導入するために、別の入口が存在してもよい。サンプル用の追加の入口は、入口551または入口553と同軸上であってもよく、または入口551、553に対して異なる角度で配置されてもよい。
In other configurations, the sample may be introduced through one of the
いくつかの実施例では、放電チャンバは複数の出口を備え得る。図5Cを参照すると、入口572と、第1の出口574と、第2の出口576とを備える放電チャンバ570が示されている。第1の出口574及び第2の出口576は、多くの異なる位置に配置することができ、出口574、576の1つ以上を、必要に応じて塞ぐことができるので、イオンは、出口574、576の一方からのみ出て行く。
In some embodiments, the discharge chamber may include multiple outlets. With reference to FIG. 5C, a
ある特定の実施例では、本明細書に記載された放電チャンバは、放電チャンバの様々な部分で可変内径を備え得る。図6Aを参照すると、放電チャンバ605が、入口606と出口607とを備える。放電チャンバ605の内径は、入口606から出口607にかけて大きくなる。しかしながら、必要に応じて、入口606から出口607にかけて平均内径を減少させてもよい。チャンバ605の一端からチャンバ605の他端への内径の大きさの変化は、直線的または円錐形状である必要はなく、代わりにベル形状であってもよく、または必要に応じて他の形態及び形状を取ってもよい。
In certain embodiments, the discharge chambers described herein may have variable inner diameters at various parts of the discharge chamber. Referring to FIG. 6A, the
いくつかの実施例では、放電チャンバの内径は、放電チャンバの異なる部分で可変であってもよい。図6Bを参照すると、放電チャンバ610が、入口611と出口612とを備える。チャンバ610の内径は、入口611からチャンバ610の中心部に向かって大きくなり、次いで、チャンバ610の出口612に向かって減少する。内径の変化は、直線的または円錐形状である必要はなく、チャンバ610のそれぞれの側で同じでなくてもよい。例えば、図6Cを参照すると、チャンバ620の中央長手方向軸625からの距離d1は、チャンバ620の長手方向に沿って実質的に一定であってもよく、中央長手方向軸625からチャンバ620の反対側への距離d2は、チャンバ620の長手方向に沿って変化してもよい。
In some embodiments, the inner diameter of the discharge chamber may be variable at different parts of the discharge chamber. Referring to FIG. 6B, the discharge chamber 610 includes an
ある特定の実施形態では、1つ以上の湾曲部を備える放電チャンバもまた、チャンバの縦方向に沿って可変の内径を備え得る。図6Dを参照すると、放電チャンバ630は、第1の領域631(入口を含み得る)と、湾曲部632と、湾曲部632を介して第1の領域631に結合された第2の領域633(出口を含み得る)とを備える。第2の領域633の内径は、(平均して)第1の領域631の内径よりも大きい。内径を第1の領域631から第2の領域633にかけて増大させることにより、特定の干渉種が除去されて、それらが実質的に全くチャンバ630から出て行かないように、チャンバ630による流動特性を変えることが可能であり得る。他の例では、放電チャンバの入口端から出口端にかけて内径を減少させる場合がある。チャンバ630はまた、湾曲部634を介して第2の領域633に結合された第3の領域635を備える。第3の領域635の内径は、放電チャンバ630による流動特性を変えるように、第2の領域633の内径に比べて大きくされ得る。
In certain embodiments, the discharge chamber with one or more bends may also have a variable inner diameter along the longitudinal direction of the chamber. With reference to FIG. 6D, the
ある特定の構成では、放電チャンバの2つ以上を互いに流体的に結合して、あるチャンバから別のチャンバにアナライトイオンが移動することを可能にし得る。例えば、図7Aを参照すると、第1の放電チャンバ710が、インタフェース715を介して、第2の放電チャンバ720に結合されているように示されている。サンプル及び/またはプラズマガスは、チャンバ710の1つまたは複数の入口を通って、このアセンブリ内に入ることができる。必要に応じて、インタフェース715を省いてもよく、放電チャンバ710の末端が、例えば、第1のチャンバ710を第2のチャンバ720に差し込むことにより、チャンバ720の上流端に摩擦嵌めによって結合するように、サイズ変更し、配置してもよい。摩擦嵌めは、2つのチャンバを互いに保持するように適切に緊密であってもよく、あるいは少なくとも分析中に2つのチャンバ710、720を互いに保持するように、留め具、接着剤、継ぎ手または取り付け具を使用してもよい。いくつかの例では、放電チャンバは、別のモジュール式放電チャンバと結合して、ユーザが、結合したアセンブリの全長及び性質を選択できるようにするモジュールとして組み立てられ、配置され得る。2つのチャンバ710、720は、図7Aでは実質的に同じであるように示されているが、この特徴は必須なものではない。図7Bを参照すると、ストレート型放電チャンバ730が、湾曲型放電チャンバ740に結合されているように示されている。サンプル及び/またはプラズマガスは、チャンバ730の1つまたは複数の入口を通って、このアセンブリ内に入ることができる。必要に応じて、サンプル及び/またはプラズマガスがチャンバ740に入るように、向きを逆にしてもよい。結合したアセンブリの向きもまた、同じである必要はない。
In one particular configuration, two or more of the discharge chambers may be fluidly coupled to each other to allow the transfer of analytical ions from one chamber to another. For example, with reference to FIG. 7A, the
いくつかの実施形態では、並列に配置された2つ以上の放電チャンバが、質量分析器の入口に結合され得る。図7Cを参照すると、第1の放電チャンバ770及び第2の放電チャンバ772が示されている。チャンバ770、772のそれぞれは、上流のサンプル導入デバイス765に流体的に結合されている。サンプル導入デバイス765は、アナライトをチャンバ770、772の一方または両方に向けるように構成され得る。例えば、サンプル導入デバイスは、チャンバ770、772の一方にサンプル流を流体的に結合し分離することができる電磁弁を備えてもよく、またはサンプル流を分割して両方のチャンバに供給してもよい。チャンバ770、772は、異なるアナライト種を異なるチャンバの1つに供給することができるように、異なるように構成することができる。例えば、ストレート型チャンバで維持されたプラズマ放電を用いるイオン化から、干渉種がほとんど生じないと考えられる場合には、第1のアナライトをストレート型チャンバに供給することが望ましい可能性がある。第2のアナライトについては、より多くの干渉種が生成され、チャンバから何らかのイオンが出る前に除去する必要があると考えられる場合には、第2のアナライトを湾曲型チャンバに供給することが望ましい可能性がある。チャンバ770、772は、下流の構成要素、例えば、質量分析器に別々に流体的に結合されてもよく、または共通のインタフェース(図示せず)を介して下流の構成要素に流体的に結合されてもよい。図示していないが、3つ、4つ、またはそれ以上のチャンバを並列に配置してもよい。さらに、いずれか1つの並列チャンバが、単一の放電チャンバか、または互いに結合された2つ以上の放電チャンバを備えてもよい。
In some embodiments, two or more discharge chambers arranged in parallel may be coupled to the inlet of the mass spectrometer. With reference to FIG. 7C, a
2つ以上の放電チャンバが互いに流体的に結合されているいくつかの構成では、放電チャンバのそれぞれが、それぞれのプラズマ放電を維持するように構成されてもよく、または放電チャンバの1つのみがプラズマ放電を維持するように構成されてもよい。いくつかの実施例では、2つの放電チャンバが同じプラズマガスを使用する場合があるが、チャンバのそれぞれ(または各チャンバの1つもしくは複数の電極)には異なる電圧を供給してもよい。他の実施例では、2つの放電チャンバが異なるプラズマガスを使用する場合があり、チャンバ(またはチャンバの1つもしくは複数の電極)には同様の電圧を供給してもよい。いくつかの実施形態では、2つの放電チャンバが異なるプラズマガスを使用する場合があり、各チャンバ(または各チャンバの1つもしくは複数の電極)には異なる電圧を供給してもよい。直列的に配置された2つの放電チャンバを使用すると、所望のアナライトサンプルに応じて1つまたは2つのプラズマの操作が可能になる。いくつかの実施例では、(入口の位置に対して)上流側の放電チャンバを、プラズマ放電を維持するために使用することができ、下流の放電チャンバは、より多くの干渉種を除去するための追加の長さを提供するために使用され得る。他の例では、下流側の放電チャンバを、プラズマ放電を維持するために使用することができ、上流の放電チャンバは、サンプルをガスまたはその他の種と混合させるために使用され得る。例えば、異なるガスをサンプルと共に上流のチャンバに導入して、ガスとサンプルとが混合された後に、その混合物を、下流のチャンバで維持されるプラズマ放電に到達させることができる。 In some configurations where two or more discharge chambers are fluidly coupled to each other, each of the discharge chambers may be configured to maintain its own plasma discharge, or only one of the discharge chambers. It may be configured to maintain plasma discharge. In some embodiments, the two discharge chambers may use the same plasma gas, but each of the chambers (or one or more electrodes in each chamber) may be supplied with a different voltage. In other embodiments, the two discharge chambers may use different plasma gases, and the chambers (or one or more electrodes of the chamber) may be supplied with similar voltages. In some embodiments, the two discharge chambers may use different plasma gases, and each chamber (or one or more electrodes in each chamber) may be supplied with a different voltage. The use of two discharge chambers arranged in series allows the operation of one or two plasmas depending on the desired analyze sample. In some embodiments, the upstream discharge chamber (relative to the inlet position) can be used to maintain the plasma discharge, and the downstream discharge chamber is for removing more interfering species. Can be used to provide additional length for. In another example, the downstream discharge chamber can be used to maintain the plasma discharge, and the upstream discharge chamber can be used to mix the sample with gas or other species. For example, different gases can be introduced with the sample into the upstream chamber to allow the mixture to reach a plasma discharge maintained in the downstream chamber after the gas and sample have been mixed.
ある特定の実施形態では、本明細書に記載された放電源で使用するために選択される実際のプラズマガスは様々であってよい。プラズマガスは、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、窒素、一酸化窒素、アンモニア、酸素、オゾン、空気、圧縮空気、水素、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素、及び二酸化窒素であり得る。他のガスも可能である。いくつかの実施例では、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するために、これらのガスの2つ以上をガス混合物中で使用することができる。ガス組成は、必要に応じて、サンプル中の様々なアナライト種で変化させることができる。例えば、第1のアナライトが放電チャンバに導入されたとき、プラズマ放電を維持するために、第1のガスが使用され得る。第1のアナライトがイオン化されてチャンバを出ると、第2のアナライトが放電チャンバに導入されたときにプラズマ放電を維持するために、次に第2のガスが導入され得る。特定のプラズマガスを選択することにより、サンプル中の各アナライトのより選択的なイオン化を実現し得る。 In certain embodiments, the actual plasma gas selected for use with the power dissipation described herein may vary. Plasma gases can be, for example, helium, neon, argon, krypton, xenone, nitrogen, nitric oxide, ammonia, oxygen, ozone, air, compressed air, hydrogen, methane, carbon monoxide, carbon dioxide, and nitrogen dioxide. .. Other gases are also possible. In some embodiments, two or more of these gases can be used in the gas mixture to maintain a plasma discharge in the discharge chamber. The gas composition can be varied with the various Analite species in the sample, if desired. For example, when the first analyst is introduced into the discharge chamber, a first gas may be used to maintain the plasma discharge. Once the first announcer is ionized out of the chamber, a second gas may then be introduced to maintain the plasma discharge when the second announcer is introduced into the discharge chamber. By selecting a particular plasma gas, more selective ionization of each announcer in the sample can be achieved.
いくつかの実施例では、プラズマガスの流量は、放電チャンバ内に所望の圧力を供給するように選択され得る。例えば、プラズマ放電は、約10-3トル〜約100トルの圧力で維持することができる。プラズマ放電の動作中に、圧力は一定である必要はない。例えば、特定のアナライトについては、より高い圧力、またはより低い圧力でプラズマ放電を動作させることが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、これらの説明的な流量によって限定されることを望まないが、放電チャンバへのガス流量は、例えば、毎分約500標準立方センチメートル(sccm)、または500sccm未満、または150sccm未満、または100sccm未満であり得る。多くの場合、15リットル/分以上のアルゴン流量で動作する従来の誘導結合プラズマと比較して、本明細書に記載された放電チャンバで使用されるガス流量は著しく低く、それによって、コストの節約と、デバイスのより効率的な動作とをもたらし得る。このような低流量を用いてプラズマ放電を維持できることは重要な属性である。必要に応じて、放電チャンバは、ガスまたは外部の加熱装置もしくは冷却機を使用して、加熱または冷却を行うこともできる。例えば、加熱装置または冷却機を放電チャンバに熱的に結合して、放電チャンバの温度を制御してもよい。加熱装置または冷却機は、チャンバ全体に熱的に結合されている必要はないが、例えば、プラズマ放電に隣接するエリアに熱的に結合して、これらのエリアでチャンバが溶融する可能性を低減することができる。 In some embodiments, the flow rate of the plasma gas may be selected to provide the desired pressure into the discharge chamber. For example, the plasma discharge can be maintained at a pressure of about 10-3 torr to about 100 torr. The pressure does not have to be constant during the operation of the plasma discharge. For example, for certain analysts, it may be desirable to operate the plasma discharge at a higher or lower pressure. In some embodiments, although not desired to be limited by these descriptive flow rates, the gas flow rate to the discharge chamber is, for example, about 500 standard cubic centimeters (sccm) per minute, or less than 500 sccm, or less than 150 sccm. , Or can be less than 100 sccm. In many cases, the gas flow rate used in the discharge chambers described herein is significantly lower compared to traditional inductively coupled plasmas operating at argon flow rates of 15 liters / minute and above, thereby saving costs. And can result in more efficient operation of the device. It is an important attribute to be able to maintain the plasma discharge using such a low flow rate. If desired, the discharge chamber can also be heated or cooled using gas or an external heating device or cooler. For example, a heater or cooler may be thermally coupled to the discharge chamber to control the temperature of the discharge chamber. The heating device or cooler does not need to be thermally coupled to the entire chamber, but for example, it is thermally coupled to the areas adjacent to the plasma discharge, reducing the possibility of the chamber melting in these areas. can do.
いくつかの実施形態では、本明細書に記載された放電チャンバは、1つ以上の導電材料、または導電材料を含む1つ以上のエリアを含み得る。多くの例で述べるように、チャンバ全体が導電性である必要はなく、チャンバは、電極、被覆を使用して、または特定のエリアに導電材料を含めることによって、導電性になり得る。いくつかの実施例では、導電性被覆は、入口端、及び入口端の下流の領域に存在し得る。入口端を電源に電気的に結合することができ、下流領域は電源またはグランドに電気的に結合され得る。必要に応じて、チャンバ全体を導電材料で製造してもよい。導電材料は、チャンバ内に多様な方法で設置し、配置することができるが、それにかかわらず、導電材料は、ステンレス鋼、ニッケルクロム合金、ニッケルクロムモリブデン合金、チタン、チタン合金、ランタノイド、ランタノイド合金、アクチノイド、アクチノイド合金、及びそれらの組み合わせのうちの1つ以上を含み得る。これらの材料は必須ではないが、高温金属系材料は、寿命を延ばし、メンテナンスの必要性を減らすことができる。 In some embodiments, the discharge chambers described herein may include one or more conductive materials, or one or more areas containing conductive materials. As mentioned in many examples, the entire chamber does not have to be conductive, and the chamber can be conductive using electrodes, coatings, or by including a conductive material in a particular area. In some embodiments, the conductive coating may be present at the inlet edge and in the area downstream of the inlet edge. The inlet end can be electrically coupled to the power supply and the downstream region can be electrically coupled to the power supply or ground. If desired, the entire chamber may be made of a conductive material. Conductive materials can be installed and placed in the chamber in a variety of ways, but regardless, conductive materials are stainless steel, nickel-chromium alloys, nickel-chromium molybdenum alloys, titanium, titanium alloys, lanthanoids, lanthanoid alloys. , Actinides, actinide alloys, and one or more of combinations thereof. Although these materials are not essential, high temperature metallic materials can extend their lifespan and reduce the need for maintenance.
放電チャンバが金属を含むいくつかの例では、金属はチャンバを光学的に不透明にし得る。必要に応じて、プラズマ放電を観察できるように、放電チャンバに光学窓を設けることができる。図8を参照すると、光学窓820が、放電チャンバ810の入口端812の近くに存在するように示されている。光学窓は、プラズマ放電がチャンバ810内で維持されているかどうかをユーザが判断できるようにするために、石英または他の光学的に透明な材料を含み得る。安全機構として、プラズマ放電による光放出を受光するための光学センサをデバイスに設けることができる。例えば、プラズマ放電が消滅する場合に、光学センサがあってもよく、安全機構として、チャンバ(またはチャンバに用いられる電極)に供給される電圧を落とすように構成することができる。さらに、センサは、ガスを節約するために、プラズマガスの流れを止めてもよい。プラズマの点火時に、安全センサが、電圧及び/またはプラズマガス流の終了を開始する前に、ガス流及びプラズマ点火を可能にするために、光学センサが無効化される時間窓があってもよい。他の例では、光学窓が設けられない場合があり、プラズマ放電が維持されているか、または消滅しているかを判定するために、チャンバ(またはチャンバに用いられる電極)に供給される電流を監視してもよい。
In some examples where the discharge chamber contains metal, the metal can make the chamber optically opaque. If necessary, an optical window can be provided in the discharge chamber so that the plasma discharge can be observed. With reference to FIG. 8, the
いくつかの構成では、本明細書に記載された放電チャンバで使用される導電性領域または電極に供給される実際の電圧もまた、様々であってよい。本明細書で述べるように、この電圧は、異なるアナライト及び/または異なるプラズマガスに伴って変化し得る。供給電圧は、直流源、交流源、または無線周波数源から供給され得る。直流電圧が使用される場合、電圧は約10ボルトから約5000ボルトまで変化し得る。直流電圧は、正でもよく、または負でもよく、例えば、+/−10ボルト〜+/−5000ボルトであってもよい。交流電圧を使用できる場合、この交流は、例えば、約20ボルトから約3000ボルトまで変化し得る。交流電圧は、正でもよく、または負でもよく、例えば、+/−20ボルト〜+/−3000ボルトであってもよい。無線周波数電流が使用される場合、無線周波数範囲は、約100Hzから約10MHzであり得る。本明細書に記載されている電圧値は、説明のみを目的として提供されたものであり、使用できる実際の電圧値を限定することを意図したものではない。必要に応じて、様々な種類の電流を様々なアナライトに対して使用できる。例えば、第1のアナライトが放電チャンバ内に導入されるとき、第1のアナライトをイオン化するために、交流電流を使用してプラズマ放電が維持され得る。第2のアナライトが放電チャンバに導入されるとき、第2のアナライトをイオン化するために、直流を使用してプラズマ放電が維持され得る。2つ以上の放電チャンバが互いに結合されている実施例では、放電チャンバの一方は、第1の種類の電圧を使用して第1のプラズマ放電を維持してもよく、他方の放電チャンバは、異なった種類の電圧を使用して第2のプラズマ放電を維持してもよい。 In some configurations, the actual voltage delivered to the conductive regions or electrodes used in the discharge chambers described herein may also vary. As described herein, this voltage can vary with different analysts and / or different plasma gases. The supply voltage can be supplied from a DC source, an AC source, or a radio frequency source. When a DC voltage is used, the voltage can vary from about 10 volts to about 5000 volts. The DC voltage may be positive or negative, and may be, for example, +/- 10 volts to +/- 5000 volts. If an alternating voltage is available, this alternating current can vary, for example, from about 20 volts to about 3000 volts. The AC voltage may be positive or negative, for example, +/- 20 volts to +/- 3000 volts. When radio frequency currents are used, the radio frequency range can be from about 100 Hz to about 10 MHz. The voltage values described herein are provided for illustration purposes only and are not intended to limit the actual voltage values that can be used. Different types of current can be used for different analysts, if desired. For example, when the first analyst is introduced into the discharge chamber, an alternating current can be used to maintain the plasma discharge to ionize the first analyst. When the second announcer is introduced into the discharge chamber, direct current can be used to maintain the plasma discharge to ionize the second announcer. In an embodiment in which two or more discharge chambers are coupled to each other, one of the discharge chambers may use a first type of voltage to maintain a first plasma discharge, the other discharge chamber. A different type of voltage may be used to maintain the second plasma discharge.
ある特定の実施例では、本明細書に記載された放電チャンバは、1つ以上の他の構成要素を備えるシステムで使用され得る。例えば、放電チャンバは、アナライトを放電チャンバの入口に供給することができる上流の構成要素に流体的に結合してもよく、及び/またはイオンを分析またはさらなる活用のため下流の構成要素に供給するために、下流の構成要素に流体的に結合することができる。図9Aを参照すると、放電チャンバ930が、ガスクロマトグラフィシステムに流体的に結合されているように示されている。ガスクロマトグラフィシステムは、オーブン915内に配置されたカラム910に流体的に結合されたインジェクタ905を備える。インジェクタ905及び/またはカラム910はまた、導入されたサンプル中の2つ以上のアナライトを分離するために、カラム910の固定相と共に使用され得る移動相925、すなわちガスに流体的に結合されている。個々のアナライトがカラム910から溶出すると、それらは、イオン化のために放電チャンバ930の入口に供給され得る。図9Aに示すように、サンプルを導入するための入口は、プラズマガスを導入するための入口932とは異なるが、必要に応じて、サンプル入口は同じであってもよい。カラム910は、放電チャンバ930の入口に直接結合されているように示されているが、代わりに、1つ以上の移送ライン、インタフェースなどを使用してもよい。例えば、移送ライン940を使用して、カラム910を放電チャンバ930の入口に流体的に結合してもよい。移送ライン940は、アナライトを気相に維持するために(必要に応じて、または要請に応じて)加熱されてもよい。追加の構成要素、例えば、インタフェース、スプリッタ、光検出セル、濃縮チャンバ、フィルタ、及びこれらに類するものが、同様に、カラム910とチャンバ930との間に存在してもよい。
In certain embodiments, the discharge chambers described herein can be used in systems with one or more other components. For example, the discharge chamber may fluidly bind to an upstream component capable of supplying the announcer to the inlet of the discharge chamber and / or supply the ion to the downstream component for analysis or further utilization. In order to do so, it can be fluidly coupled to the downstream components. With reference to FIG. 9A, the
いくつかの実施形態では、放電チャンバは、液体クロマトグラフィ(LC)システムに流体的に結合され得る。図9Bを参照すると、LCシステムが、1つ以上のポンプ957を介してカラム960に流体的に結合されたインジェクタ955を備える。インジェクタ955及び/またはカラム960はまた、移動相、すなわち液体と、LCシステムを加圧するために使用することができる1つ以上のポンプ957とに流体的に結合されている。カラム960は、一般に、導入されたサンプル中の2つ以上のアナライトを分離するために選択された固定相を含む。個々のアナライトがカラム960から溶出すると、それらは、イオン化のために放電チャンバ970の入口に供給され得る。カラム960は、放電チャンバ970の入口に直接結合されているように示されているが、代わりに、1つ以上の移送ライン、インタフェースなどを使用してもよい。例えば、必要に応じてフロースプリッタを使用してもよい。追加の構成要素、例えば、インタフェース、スプリッタ、光検出セル、濃縮チャンバ、フィルタ、及びこれらに類するものが、同様に、カラム960とチャンバ970との間に存在してもよい。図9Bに示すように、LCシステムからサンプルを導入するための入口は、プラズマガスを導入するための入口972とは異なるが、必要に応じて、それらは同じであってもよい。
In some embodiments, the discharge chamber can be fluidly coupled to a liquid chromatography (LC) system. Referring to FIG. 9B, the LC system comprises an
いくつかの実施例では、放電チャンバは、質量分析計の内部に存在し得る。例えば、本明細書に開示された放電チャンバはまた、質量分析器の内部で使用されてもよく、または質量分析器と共に使用されてもよい。具体的には、質量分析計は、質量分析器の入口に直接結合された1つ以上の放電チャンバを含んでもよく、または質量分析器の入口から空間的に分離された1つ以上の放電チャンバを含んでもよい。説明的なMSデバイスを図10に示す。MSデバイス1000は、サンプル導入デバイス1010、放電チャンバ1015、質量分析器1020、検出デバイス1030、プロセッサ1040、及び任意選択のディスプレイ(図示せず)を含む。質量分析器1020及び検出デバイス1030は、さらに詳細に後述するように、1つ以上の真空ポンプ及び/または真空ポンピングステージを使用して減圧下で動作し得る。サンプル導入デバイス1010は、ガスまたは液体サンプルを放電チャンバ1015に供給することができるGCシステム、LCシステム、ネブライザ、エアロゾライザ、スプレーノズルもしくはスプレーヘッド、またはその他のデバイスであってよい。固体サンプルが使用される場合、サンプル導入デバイス1010は、固体サンプルからアナライト種を導入することができる直接サンプル分析(DSA)デバイス、またはその他のデバイスを備えてもよい。放電チャンバ1015は、本明細書に記載されているもののいずれか、または他の好適な放電チャンバであり得る。質量分析器1020は、一般にサンプルの性質、所望の分解能などに応じて多くの形態をとることができ、例示的な質量分析器については、さらに後述する。検出デバイス1030は、既存の質量分析計と共に使用し得る任意好適な検出デバイス、例えば、電子増倍管、ファラデーカップ、被覆感光板、シンチレーション検出器等であってもよく、本開示の利益を受けて、当業者によって選択されるであろう他の好適なデバイスであってもよい。プロセッサ1040は、一般に、マイクロプロセッサ及び/またはコンピュータと、MSデバイス1000に導入されたサンプルの分析用の好適なソフトウェアとを含む。必要に応じて、MSデバイス1000に導入される化学種の化学的同一性を判定するために、1つ以上のデータベースが、プロセッサ1040によってアクセスされ得る。また、当技術分野で周知の他の好適な追加デバイスを、限定はしないが、例えば、PerkinElmer Health Sciences, Inc.から市販されているAS−90plusオートサンプラ及びAS−93plusオートサンプラなどのオートサンプラを含むMSデバイス1000と共に使用してもよい。
In some embodiments, the discharge chamber may be inside the mass spectrometer. For example, the discharge chambers disclosed herein may also be used inside or with a mass spectrometer. Specifically, the mass spectrometer may include one or more discharge chambers that are directly coupled to the inlet of the mass spectrometer, or one or more discharge chambers that are spatially separated from the inlet of the mass spectrometer. May include. A descriptive MS device is shown in FIG. The
ある特定の実施形態では、MSデバイス1000の質量分析器1020は、所望の分解能及び導入サンプルの性質に応じて、多数の形態を取ることができる。ある特定の実施例では、質量分析器は、質量対電荷比が異なる化学種を分離することができる走査型質量分析器、磁気セクタ分析器(例えば、単集束型及び二重集束型MSデバイスに使用される)、四重極質量分析器、イオントラップ分析器(例えば、サイクロトロン、四重極イオントラップ)、飛行時間分析器(例えば、マトリックス支援レーザ脱離イオン化飛行時間分析器)、及びその他の好適な質量分析器である。さらに詳細に後述するように、質量分析器は、放電チャンバ1015から受け取ったイオンを選択するために、及び/または同定するために、直列に配置された2つ以上の異なるデバイス、例えば、2連のMS/MSデバイス、または3連の四重極デバイスを備えてもよい。
In certain embodiments, the
ある特定の他の実施例では、本明細書に開示された放電チャンバは、質量分析で使用される既存のイオン化方法と共に使用されてもよい。例えば、ソースの一方が、本明細書に記載された放電チャンバであり、他方のソースが別のイオン化源であるデュアルソースを有するMS機器を組み立てることができる。この別のイオン化源は、例えば、電子衝撃源、化学イオン化源、電界イオン化源、例えば、高速原子衝撃、電界脱離、レーザ脱離、プラズマ脱離、熱脱離、電気流体力学的イオン化/脱離などのために構成されたソースなどの脱離源、熱スプレーもしくは電気スプレーイオン化源、またはその他の種類のイオン化源であってもよい。単一の機器に2つの異なるイオン化源を含めることにより、ユーザは使用できる特定のイオン化方法を選択することができる。 In certain other embodiments, the discharge chambers disclosed herein may be used in conjunction with existing ionization methods used in mass spectrometry. For example, it is possible to assemble an MS instrument having a dual source in which one of the sources is the discharge chamber described herein and the other source is another ionization source. This other ionization source is, for example, an electron impact source, a chemical ionization source, an electric field ionization source, for example, high-speed atomic impact, electric field desorption, laser desorption, plasma desorption, thermal desorption, electrohydrodynamic ionization / desorption. It may be a desorption source such as a source configured for desorption and the like, a heat spray or electrospray ionization source, or other type of ionization source. By including two different ionization sources in a single instrument, the user can select a particular ionization method that can be used.
ある特定の他の実施例によれば、ここに開示されたMSシステムは、1つ以上の他の解析的手法とハイフネートすることができる。例えば、MSシステムは、液体クロマトグラフィ、ガスクロマトグラフィ、キャピラリ電気泳動、及びその他の好適な分離技法を実行するための1つ以上のデバイスにハイフネートされ得る。MSデバイスをガスクロマトグラフに結合する場合、ガスクロマトグラフからMSデバイスにサンプルを導入するための適切なインタフェース、例えば、トラップ、ジェットセパレータなどを含めることが望ましい場合がある。MSデバイスを液体クロマトグラフに結合する場合、液体クロマトグラフィ及び質量分析で使用される容量の差異を補償するための適切なインタフェースを含めることも望ましい場合がある。例えば、液体クロマトグラフを出る少量のサンプルのみがMSデバイスに導入されるように、分割インタフェースを使用してもよい。液体クロマトグラフから出て行くサンプルは、MSデバイスの放電チャンバに輸送するための好適なワイヤ、カップ、またはチャンバに堆積させてもよい。ある特定の実施例では、液体クロマトグラフは、加熱された毛細管をサンプルが通過する際に、サンプルを気化させてエアロゾル化するように構成されたサーモスプレーを含んでもよい。液体クロマトグラフからMSデバイスまたは他の検出デバイスに液体サンプルを導入するための他の好適なデバイスは、本開示の利益を受けて、当業者によって容易に選択されるであろう。 According to certain other embodiments, the MS system disclosed herein can be hyphenated with one or more other analytical techniques. For example, the MS system can be hyphenated into one or more devices for performing liquid chromatography, gas chromatography, capillary electrophoresis, and other suitable separation techniques. When coupling an MS device to a gas chromatograph, it may be desirable to include an appropriate interface for introducing samples from the gas chromatograph into the MS device, such as traps, jet separators, and the like. When coupling an MS device to a liquid chromatograph, it may also be desirable to include an appropriate interface to compensate for the volume differences used in liquid chromatography and mass spectrometry. For example, a split interface may be used such that only a small amount of sample exiting the liquid chromatograph is introduced into the MS device. Samples leaving the liquid chromatograph may be deposited in a suitable wire, cup, or chamber for transport to the discharge chamber of the MS device. In certain embodiments, the liquid chromatograph may include a thermospray configured to vaporize and aerosolize the sample as it passes through the heated capillaries. Other suitable devices for introducing liquid samples from liquid chromatographs into MS devices or other detection devices will be readily selected by one of ordinary skill in the art to benefit from the present disclosure.
ある特定の実施例では、タンデム質量分析のために、放電チャンバを含むMSデバイスが、それ自体の放電チャンバを含む場合もあり、または含まない場合もある、少なくとも1つの他のMSデバイスにハイフネートされ得る。例えば、1つのMSデバイスは、第1のタイプの質量分析器を含んでもよく、第2のMSデバイスは、第1のMSデバイスと異なるかまたは類似の質量分析器を含んでもよい。その他の実施例では、第1のMSデバイスは、分子イオンを単離するように動作し得、第2のMSデバイスは、単離された分子イオンを断片化/検出するように動作し得る。少なくとも1つが放電チャンバを含むハイフネートされたMS/MSデバイスを設計することは、当業者の能力の範囲内である。いくつかの実施例では、MSデバイスは、同じかまたは異なるように構成され得る2つ以上の四重極を備え得る。例えば、本明細書に添付された実施例に示される3連型四重極アセンブリを使用して、放電チャンバを出るイオンビームからイオンを選択することができる。 In certain embodiments, for tandem mass spectrometry, the MS device, including the discharge chamber, is hyphenated to at least one other MS device, which may or may not include its own discharge chamber. obtain. For example, one MS device may include a first type mass spectrometer, and the second MS device may include a mass spectrometer different from or similar to the first MS device. In other examples, the first MS device can act to isolate the molecular ions and the second MS device can act to fragment / detect the isolated molecular ions. It is within the ability of one of ordinary skill in the art to design a hyphenated MS / MS device, at least one of which includes a discharge chamber. In some embodiments, the MS device may comprise two or more quadrupoles that may be configured the same or differently. For example, the triple quadrupole assembly shown in the examples attached herein can be used to select ions from an ion beam exiting the discharge chamber.
ある特定の実施例では、本明細書の方法及びシステムは、システムもしくは機器の一部であり得るか、または機器で使用される関連デバイス、例えば、コンピュータ、ラップトップ、モバイルデバイスなどに存在し得るプロセッサを備えてもよく、または使用してもよい。例えば、プロセッサは、放電チャンバ及び任意の電極への供給電圧を制御するために使用すること、質量分析器を制御すること、及び/または検出器によって使用されることが可能である。このようなプロセスは、ユーザの介入を必要とせずにプロセッサによって自動的に実行されてもよく、またはユーザがユーザインタフェースを介してパラメータを入力してもよい。例えば、プロセッサは、信号強度及びフラグメントピークを、1つ以上の検量線と共に使用して、同一性と、各分子がサンプル中にどの程度存在するかとを判定することができる。ある特定の構成では、プロセッサは、例えば、サンプル導入デバイス、イオン化デバイス、質量分析器、検出器などを制御するために、システムを動作させるための、例えば、マイクロプロセッサ、及び/または好適なソフトウェアを含む1つ以上のコンピュータシステム及び/または一般的なハードウェア回路に存在し得る。いくつかの実施例では、様々な分子の検出を可能にするために、検出デバイス自体が、それ自体のそれぞれのプロセッサ、オペレーティングシステム、及びその他の機能を備え得る。プロセッサは、システムと一体であってもよく、またはシステムの構成要素に電気的に結合された1つ以上の付属品ボード、プリント回路ボード、もしくはコンピュータ上に存在してもよい。プロセッサは、概して、システムの他の構成要素からデータを受け取り、必要または所望に応じて様々なシステムパラメータを調節できるように、1つ以上のメモリユニットに電気的に結合される。プロセッサは、Unix(登録商標)、Intel PENTIUM(登録商標)タイププロセッサ、Motorola PowerPC、Sun UltraSPARC、Hewlett−Packard PA−RISCプロセッサ、またはその他の任意のタイプのプロセッサをベースとした汎用コンピュータの一部であってもよい。本技術の様々な実施形態に従って、1つ以上の任意のタイプのコンピュータシステムを使用し得る。さらに、システムは、単一のコンピュータに接続されていてもよく、または通信ネットワークによって接続された複数のコンピュータの間で分散されていてもよい。ネットワーク通信を含む他の機能を実行することができ、本技術はいずれかの特定の機能または機能のセットを有することに限定されないことを理解されたい。様々な態様が、汎用コンピュータシステムで実行される専用ソフトウェアとして実装され得る。コンピュータシステムは、データを格納するためのディスクドライブ、メモリ、またはその他のデバイスなど、1つ以上のメモリデバイスに接続されたプロセッサを含み得る。メモリは、典型的には、放電チャンバ及び放電チャンバを含む任意の機器の動作中に、プログラム、検量線、及びデータ値を格納するために使用される。コンピュータシステムの構成要素は、1つ以上の(例えば、同じマシン内に組み込まれた構成要素間の)バス及び/または(例えば、別個の分散したマシン上に存在する構成要素間の)ネットワークを含み得る相互接続デバイスによって結合され得る。相互接続デバイスは、システムの構成要素間で交換すべき通信(例えば、信号、データ、命令)を提供する。コンピュータシステムは、一般に、システムの迅速な制御を可能にするために、例えば、数ミリ秒、数マイクロ秒以下の処理時間内にコマンドを受け取り、及び/または発行することができる。例えば、サンプル導入、プラズマガスの流れや圧力、検出器のパラメータなどを制御するためのコンピュータ制御が実装され得る。プロセッサは、典型的には、例えば、直流源、交流源、バッテリ、燃料電池、もしくは他の電源、または電源の組み合わせであり得る電源に電気的に結合されている。電源は、本システムの他の構成要素で共用され得る。システムはまた、1つ以上の入力デバイス、例えば、キーボード、マウス、トラックボール、マイクロフォン、タッチスクリーン、手動スイッチ(例えば、オーバーライドスイッチ)、及び1つ以上の出力デバイス、例えば、印刷デバイス、ディスプレイ画面、スピーカを含んでもよい。さらに、システムは、コンピュータシステムを通信ネットワークに接続する1つ以上の通信インタフェースを(相互接続デバイスに加えて、またはその代替として)含んでもよい。システムはまた、システムに存在する様々な電気デバイスから受け取る信号を変換するために、好適な回路を含んでもよい。そのような回路は、プリント回路ボード上に存在してもよく、あるいは好適なインタフェース、例えばシリアルATAインタフェース、ISAインタフェース、PCIインタフェース、もしくはこれらに類するものを介して、または1つ以上の無線インタフェース、例えば、Bluetooth、Wi−Fi、近距離無線通信、もしくはその他の無線プロトコル及び/または無線インタフェースを介してプリント回路ボードに電気的に結合される別個のボードまたはデバイス上に存在してもよい。 In certain embodiments, the methods and systems herein can be part of a system or device, or can be present on related devices used in the device, such as computers, laptops, mobile devices, and the like. It may be equipped with a processor or may be used. For example, the processor can be used to control the supply voltage to the discharge chamber and any electrode, control a mass spectrometer, and / or be used by a detector. Such a process may be performed automatically by the processor without the intervention of the user, or the user may enter parameters via the user interface. For example, the processor can use signal strength and fragment peaks with one or more calibration curves to determine identity and how much each molecule is present in the sample. In certain configurations, the processor provides, for example, a microprocessor and / or suitable software for operating the system to control a sample introduction device, an ionization device, a mass analyzer, a detector, and the like. It may be present in one or more computer systems and / or common hardware circuits, including. In some embodiments, the detection device itself may have its own processor, operating system, and other features to allow detection of various molecules. The processor may be integrated with the system or may be present on one or more accessory boards, printed circuit boards, or computers that are electrically coupled to the components of the system. Processors generally receive data from other components of the system and are electrically coupled to one or more memory units so that various system parameters can be adjusted as needed or desired. Processors are part of general purpose computers based on Unix®, Intel PENTIUM® type processors, Motorola PowerPC, Sun UltraSPARC, Hewlett-Packard PA-RISC processors, or any other type of processor. There may be. According to various embodiments of the present technology, one or more computer systems of any type may be used. Further, the system may be connected to a single computer or distributed among multiple computers connected by a communication network. It should be understood that other functions, including network communication, can be performed and the technology is not limited to having any particular function or set of functions. Various aspects can be implemented as dedicated software running on a general purpose computer system. A computer system may include a processor attached to one or more memory devices, such as a disk drive, memory, or other device for storing data. The memory is typically used to store programs, calibration curves, and data values during the operation of any device, including the discharge chamber and the discharge chamber. Computer system components include one or more buses (eg, between components built into the same machine) and / or networks (eg, between components that reside on separate, distributed machines). Can be coupled by the interconnecting device that gets. Interconnect devices provide communications (eg, signals, data, instructions) to be exchanged between system components. Computer systems can generally receive and / or issue commands within a processing time of, for example, a few milliseconds, a few microseconds or less, to allow rapid control of the system. For example, computer control for controlling sample introduction, plasma gas flow and pressure, detector parameters, etc. may be implemented. The processor is typically electrically coupled to a power source, which may be, for example, a DC source, an AC source, a battery, a fuel cell, or another power source, or a combination of power sources. The power supply may be shared by other components of the system. The system also includes one or more input devices such as keyboards, mice, trackballs, microphones, touch screens, manual switches (eg override switches), and one or more output devices such as printing devices, display screens. A speaker may be included. In addition, the system may include one or more communication interfaces (in addition to or as an alternative to interconnect devices) that connect the computer system to the communication network. The system may also include suitable circuits for converting signals received from various electrical devices present in the system. Such circuits may be present on a printed circuit board, or via suitable interfaces such as serial ATA interfaces, ISA interfaces, PCI interfaces, or the like, or one or more wireless interfaces. For example, it may reside on a separate board or device that is electrically coupled to the printed circuit board via Bluetooth, Wi-Fi, short range radio communications, or other radio protocols and / or radio interfaces.
特定の実施形態では、本明細書で説明されるシステムで使用されるストレージシステムは、典型的には、プロセッサが実行すべきプログラムによって使用され得る、ソフトウェアのコードが格納され得るコンピュータ可読媒体及び書き込み可能な不揮発性記録媒体、またはプログラムが処理すべき媒体もしくは媒体の中に格納された情報を含む。媒体は、例えば、ハードディスク、ソリッドステートドライブ、またはフラッシュメモリであってもよい。プロセッサによって実行されるプログラムまたは命令は、ローカルまたはリモートに配置することができ、相互接続メカニズム、通信ネットワーク、または必要に応じて他の手段を介してプロセッサによって検索することができる。通常は、動作の際に、プロセッサは、データが不揮発性記録媒体から、媒体よりも高速なプロセッサによる情報へのアクセスを可能にする別のメモリに読み出されるようにする。このメモリは、概して、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)またはスタティックメモリ(SRAM)などの揮発性のランダムアクセスメモリである。このメモリは、ストレージシステム内またはメモリシステム内に設置され得る。プロセッサは、概して、集積回路メモリ内のデータを処理し、次いで処理が完了した後に、データを媒体にコピーする。媒体と集積回路メモリ要素との間のデータ移動を管理するための様々な機構が知られており、本技術はそれに限定されない。また、本技術は、特定のメモリシステムまたはストレージシステムにも限定されない。特定の実施形態では、システムは、特別にプログラムされた専用ハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路(ASIC)またはフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などを含む場合もある。本技術の態様は、ソフトウェア、ハードウェア、もしくはファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせで実施されてもよい。さらに、そのような方法、行為、システム、システム要素、及びその構成要素は、上記のシステムの一部として、または独立した構成要素として実施されてもよい。特定のシステムは、一例として、本技術の様々な態様を実施し得る1つのタイプのシステムとして説明されているが、態様は、説明されたシステム上での実施に限定されないことを理解されたい。様々な態様が、異なるアーキテクチャまたは構成要素を有する1つ以上のシステム上で実施され得る。システムは、高水準コンピュータプログラミング言語を使用してプログラム可能な汎用コンピュータシステムを含んでもよい。システムはまた、特別にプログラムされた特殊用途のハードウェアを用いて実施されてもよい。本システムにおいて、プロセッサは、概して、Intel Corporationから入手可能な広く知られたPentium(登録商標)クラスプロセッサなどの市販のプロセッサである。他にも多くのプロセッサが市販されている。このようなプロセッサは通常、例えば、Microsoft Corporationから入手可能なWindows 95、Windows 98、Windows NT、Windows 2000(Windows ME)、Windows XP、Windows Vista、Windows 7、Windows 8、もしくはWindows 10オペレーティングシステム、Appleから入手可能なMAC OS X、例えば、Snow Leopard、Lion、Mountain Lion、もしくはその他のバージョン、Sun Microsystemsから入手可能なSolarisオペレーティングシステム、または様々なソースから入手可能なUNIX(登録商標)もしくはLinux(登録商標)オペレーティングシステムであり得るオペレーティングシステムを実行する。他の多くのオペレーティングシステムを使用してもよく、特定の実施形態では、コマンドまたは命令の単純なセットがオペレーティングシステムとして機能する場合がある。さらに、プロセッサは、1つまたは複数の量子ビットを使用して1つまたは複数の機能を実行するように設計された量子プロセッサとして設計することができる。 In certain embodiments, the storage system used in the systems described herein is typically a computer-readable medium and write-once medium in which software code may be stored, which may be used by a program to be executed by the processor. Includes possible non-volatile recording media, or media or information stored in the media to be processed by the program. The medium may be, for example, a hard disk, a solid state drive, or a flash memory. Programs or instructions executed by the processor can be located locally or remotely and can be retrieved by the processor via interconnection mechanisms, communication networks, or other means as needed. Normally, during operation, the processor causes the data to be read from the non-volatile recording medium to another memory that allows the processor to access information faster than the medium. This memory is generally volatile random access memory such as dynamic random access memory (DRAM) or static memory (SRAM). This memory can be installed in the storage system or in the memory system. The processor generally processes the data in the integrated circuit memory and then copies the data to the medium after the processing is complete. Various mechanisms for managing data movement between media and integrated circuit memory elements are known, and the present technology is not limited thereto. Further, the present technology is not limited to a specific memory system or storage system. In certain embodiments, the system may also include specially programmed dedicated hardware, such as an application specific integrated circuit (ASIC) or a field programmable gate array (FPGA). Aspects of the art may be implemented in software, hardware, or firmware, or any combination thereof. Further, such methods, actions, systems, system elements, and components thereof may be implemented as part of the above system or as independent components. It should be understood that the particular system is described as, by way of example, as one type of system in which various aspects of the technique can be implemented, but the embodiments are not limited to implementation on the described system. Various aspects can be implemented on one or more systems with different architectures or components. The system may include a general purpose computer system that can be programmed using a high level computer programming language. The system may also be implemented using specially programmed special purpose hardware. In this system, the processor is generally a commercially available processor, such as the well-known Pentium® class processor available from Intel Corporation. Many other processors are commercially available. Such processors are usually available, for example, from Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000 (Windows ME), Windows XP, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows 7 and Windows Systems. MAC OS X available from, for example, Snow Leopard, Lion, Mountain Lion, or other versions, Solaris operating system available from Sun Windows, or UNIX® or Linux® available from various sources. (Trademark) Runs an operating system that can be an operating system. Many other operating systems may be used, and in certain embodiments, a command or a simple set of instructions may act as the operating system. In addition, the processor can be designed as a quantum processor designed to perform one or more functions using one or more qubits.
特定の例では、プロセッサ及びオペレーティングシステムは、高水準プログラミング言語でアプリケーションプログラムを記述し得るプラットフォームを共に定義し得る。本技術は、特定のシステムプラットフォーム、プロセッサ、オペレーティングシステム、またはネットワークに限定されないことを理解されたい。また、本開示の利点を考慮すれば、本技術は特定のプログラミング言語またはコンピュータシステムに限定されないことは、当業者には明らかであろう。さらに、他の適切なプログラミング言語及び他の適切なシステムを使用できることも理解されたい。特定の例では、ハードウェアまたはソフトウェアを、認知アーキテクチャ、ニューラルネットワーク、または他の好適な実装を構築するように構成してもよい。必要に応じて、コンピュータシステムの1つ以上の部分を、通信ネットワークに結合された1つ以上のコンピュータシステム全体にわたって分散させてもよい。これらのコンピュータシステムはまた、汎用コンピュータシステムであり得る。例えば、様々な態様は、1つ以上のクライアントコンピュータにサービス(例えば、サーバ)を提供するように、または分散型システムの一部として全体的なタスクを実行するように構成された1つ以上のコンピュータシステム間に分散させてもよい。例えば、様々な実施形態による様々な機能を実行する1つ以上のサーバシステムの間に分散された構成要素を含むクライアントサーバシステムまたは多層システムで、様々な態様を実行してもよい。これらの構成要素は、通信プロトコル(例えば、TCP/IP)を使用して通信ネットワーク(例えば、インターネット)を介して通信する、実行可能コード、中間コード(例えば、IL)、または解釈済みコード(例えば、Java)であり得る。また、本技術は、特定のいかなるシステムまたはシステムのグループでの実行にも限定されないことも理解されたい。また、本技術は、特定のいかなる分散アーキテクチャ、ネットワーク、または通信プロトコルにも限定されないことを理解されたい。 In a particular example, the processor and operating system can both define a platform on which application programs can be written in a high-level programming language. It should be understood that the technology is not limited to any particular system platform, processor, operating system, or network. Also, given the advantages of the present disclosure, it will be apparent to those skilled in the art that the art is not limited to any particular programming language or computer system. In addition, it should be understood that other suitable programming languages and other suitable systems can be used. In certain examples, the hardware or software may be configured to build a cognitive architecture, neural network, or other suitable implementation. If desired, one or more parts of the computer system may be distributed across the one or more computer systems coupled to the communication network. These computer systems can also be general purpose computer systems. For example, various aspects are configured to provide a service (eg, a server) to one or more client computers, or to perform an overall task as part of a distributed system. It may be distributed among computer systems. For example, different aspects may be performed in a client-server system or a multi-layer system that includes components distributed among one or more server systems that perform different functions in different embodiments. These components communicate over a communication network (eg, the Internet) using a communication protocol (eg, TCP / IP), executable code, intermediate code (eg, IL), or interpreted code (eg, eg). , Java). It should also be understood that the technology is not limited to running in any particular system or group of systems. It should also be understood that the technology is not limited to any particular distributed architecture, network, or communication protocol.
場合によっては、様々な実施形態が、例えばSQL、SmallTalk、Basic、Java、Javascript、PHP、C++、Ada、Python、iOS/Swift、Ruby on Rails、またはC#(シーシャープ)などのオブジェクト指向プログラミング言語を使用してプログラムされてもよい。他のオブジェクト指向プログラミング言語を使用することもできる。あるいは、関数型プログラミング言語、スクリプトプログラミング言語、及び/または論理型プログラミング言語を使用してもよい。様々な構成を、プログラムされていない環境で実施することができる(例えば、ブラウザプログラムのウィンドウで表示したときに、グラフィカルユーザインタフェース(GUI)の側面をレンダリングし、またはその他の機能を実行する、HTML、XML、またはその他の形式で作成されたドキュメント)。特定の構成は、プログラムされた要素もしくはプログラムされていない要素、またはそれらの任意の組み合わせとして実装され得る。いくつかの例では、システムは、有線または無線のインタフェースを介して通信し、必要に応じてリモートでのシステムの操作を可能にする、モバイルデバイス、タブレット、ラップトップコンピュータ、またはその他のポータブルデバイスに存在するようなリモートインタフェースを備えてもよい。 In some cases, various embodiments are object-oriented programming languages such as SQL, SmallTalk, Basic, Java, Javascript, PHP, C ++, Ada, Python, iOS / Swift, Ruby on Rails, or C # (Sea Sharp). May be programmed using. Other object-oriented programming languages can also be used. Alternatively, a functional programming language, a script programming language, and / or a logical programming language may be used. Various configurations can be implemented in an unprogrammed environment (eg, an HTML that renders aspects of a graphical user interface (GUI) or performs other functions when viewed in a browser program window. , XML, or other document). Certain configurations may be implemented as programmed or unprogrammed elements, or any combination thereof. In some examples, the system may be a mobile device, tablet, laptop computer, or other portable device that communicates over a wired or wireless interface and allows remote operation of the system as needed. It may have a remote interface as it exists.
ある特定の実施例では、プロセッサはまた、分子、それらのフラグメンテーションパターン、及びこれらに類するものに関する情報のデータベース(分子量、質量電荷比、及びその他の共通情報を含むことができる)を含むか、またはそれらにアクセスすることができる。メモリに格納された命令は、システムのソフトウェアモジュールまたは制御ルーチンを実行することができ、それによって、実質的に、システムの制御可能なモデルを提供することができる。プロセッサは、データベースからアクセスされた情報を、プロセッサで実行される1つ以上のソフトウェアモジュールと共に使用して、システムの様々な構成要素の制御パラメータまたは制御値、例えば、様々なプラズマガス流量、様々な電極電圧、様々な質量分析器パラメータなどを決定することができる。プロセッサは、制御命令を受信するための入力インタフェースと、システムの様々なシステム構成要素にリンクされた出力インタフェースとを使用して、システムの能動的な制御を実行することができる。例えば、プロセッサは、システムの検出デバイス、サンプル導入デバイス、放電チャンバ、電極、及びその他の構成要素を制御することができる。 In certain embodiments, the processor also includes a database of information about molecules, their fragmentation patterns, and the like, which may include molecular weight, mass-to-charge ratio, and other common information. You can access them. Instructions stored in memory can execute software modules or control routines of the system, thereby providing a substantially controllable model of the system. The processor uses the information accessed from the database in conjunction with one or more software modules running on the processor to control parameters or values of various components of the system, such as different plasma gas flows, different. The electrode voltage, various mass analyzer parameters, etc. can be determined. The processor can perform active control of the system using an input interface for receiving control instructions and an output interface linked to various system components of the system. For example, the processor can control the detection device, sample introduction device, discharge chamber, electrodes, and other components of the system.
ある特定の実施形態では、本放電チャンバは、第1の電極を備える放電チャンバ内に維持されたプラズマ放電にアナライトを導入することによって、アナライトをイオン化することを含む方法で使用し得る。放電チャンバは、本明細書に記載されているもののいずれか、例えば、少なくとも1つの入口と、少なくとも1つの出口とを備えるものと同様に構成され得る。プラズマ放電は、放電チャンバの少なくとも1つの入口を通して放電チャンバ内に導入されたプラズマガスの存在下で、第1の電極に電圧を供給することにより、放電チャンバ内に維持され得る。例えば、第1の電極に供給される約10ボルト〜約5000ボルトの直流電圧を使用して、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持することができる。第1の電極に供給される約20ボルト〜約3000ボルトの交流電圧を使用して、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持することができる。無線周波数電流は、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するために、約100Hz〜約10MHzの無線周波数範囲で第1の電極に供給され得る。使用される実際のガス圧力は変動する可能性があり、説明的な圧力には、プラズマ放電の消滅を回避するために好適な圧力で放電チャンバ内にプラズマ放電を維持できる圧力が含まれるが、これらに限定されない。非限定的な一例では、約10-3〜100トルの圧力を使用してもよい。別の非限定的な実施例では、500sccm以下のプラズマガス流量を使用して、プラズマ放電を維持することができる。本明細書に記載されるように、放電管は、多くの異なる方法で構成することができ、少なくとも1つの入口に隣接する第1の区域、少なくとも1つの出口に隣接する第3の区域、及び第1の区域と第3の区域との間の第2の区域を備え得る。必要に応じて、第3の区域の平均内径が、第2の区域の平均内径よりも大きい。 In certain embodiments, the discharge chamber can be used in a manner that comprises ionizing the analysts by introducing them into a plasma discharge maintained within a discharge chamber comprising a first electrode. The discharge chamber can be configured similarly to any of those described herein, eg, one having at least one inlet and at least one outlet. Plasma discharge can be maintained in the discharge chamber by supplying a voltage to the first electrode in the presence of plasma gas introduced into the discharge chamber through at least one inlet of the discharge chamber. For example, a DC voltage of about 10 to about 5000 volts supplied to the first electrode can be used to maintain a plasma discharge in the discharge chamber. An AC voltage of about 20 to about 3000 volts supplied to the first electrode can be used to maintain a plasma discharge in the discharge chamber. Radio frequency current may be supplied to the first electrode in the radio frequency range of about 100 Hz to about 10 MHz to maintain plasma discharge in the discharge chamber. The actual gas pressure used can fluctuate, and descriptive pressures include pressures that can maintain the plasma discharge in the discharge chamber at a pressure suitable to avoid extinction of the plasma discharge. Not limited to these. In a non-limiting example, a pressure of about 10 -3 to 100 torr may be used. In another non-limiting example, a plasma gas flow rate of 500 sccm or less can be used to maintain the plasma discharge. As described herein, the discharge tube can be configured in many different ways, with a first area adjacent to at least one inlet, a third area adjacent to at least one outlet, and A second area between the first area and the third area may be provided. If necessary, the average inner diameter of the third area is larger than the average inner diameter of the second area.
いくつかの実施例では、イオン化されたアナライトの親アナライトイオンの生成を促進して、親アナライトイオンの質量対電荷ピーク強度を使用するアナライトの定量を可能にするように、プラズマ放電を維持するために使用されるパラメータを選択することができる。例えば、プラズマ放電によって提供されるよりソフトなイオン化は、例えば、電子イオン化を使用して生成される前駆イオンの量と比較して、生成される前駆イオンの量を増加させるために使用してもよい。第1の電極に供給される電流を監視して、プラズマ放電が放電チャンバ内に維持されるかどうかを判定してもよい。本明細書に記載されるように、2つ以上のプラズマガス、2つ以上のチャンバまたは2つ以上の異なる電圧を使用して、プラズマ放電を維持することができる。パラメータは、異なるアナライトの選択的イオン化を提供するために、異なるアナライト間で変更してもよい。 In some embodiments, the plasma discharge is such that it promotes the production of the parental ananalytes of the ionized analysts and allows the quantification of the analysts using the mass vs. charge peak intensity of the parental analysts. You can select the parameters used to maintain. For example, the softer ionization provided by plasma discharge may be used, for example, to increase the amount of precursor ions produced compared to the amount of precursor ions produced using electron ionization. good. The current supplied to the first electrode may be monitored to determine if the plasma discharge is maintained in the discharge chamber. As described herein, two or more plasma gases, two or more chambers or two or more different voltages can be used to maintain a plasma discharge. The parameters may be changed between different analysts to provide selective ionization of different analysts.
いくつかの実施形態では、方法は、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成された放電チャンバを提供することを含む。放電チャンバは、電源に結合するように構成された少なくとも1つの電極に、電気的に結合するように構成され得る。放電チャンバは、少なくとも1つの入口と、少なくとも1つの出口と、少なくとも1つの入口と少なくとも1つの出口との間の少なくとも1つの任意選択の湾曲部とを備え得る。放電チャンバは、少なくとも1つの電極に供給される電圧を使用して、放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成され得る。 In some embodiments, the method comprises providing a discharge chamber configured to maintain plasma discharge within the discharge chamber. The discharge chamber can be configured to electrically couple to at least one electrode that is configured to couple to a power source. The discharge chamber may include at least one inlet, at least one outlet, and at least one optional bend between at least one inlet and at least one outlet. The discharge chamber can be configured to maintain plasma discharge within the discharge chamber using the voltage supplied to at least one electrode.
いくつかの実施例では、サンプル中のアナライトを定量する方法は、例えば、一例では500sccm以下のプラズマガス流量など、任意好適なプラズマガス流量を使用することにより、放電チャンバ内で生成されたプラズマ放電にアナライトを導入した後、アナライトのイオン化から生成された親アナライトイオンのピーク強度を測定することを含み、プラズマガスが、生成されたプラズマ放電を使用して、親アナライトイオンの生成を増大させるように選択される。 In some examples, the method of quantifying the analysts in the sample is the plasma generated in the discharge chamber by using any suitable plasma gas flow rate, for example, a plasma gas flow rate of 500 sccm or less in one example. After introducing the analite into the discharge, the plasma gas involves measuring the peak intensity of the parent analyte ion produced from the ionization of the analite, using the plasma discharge generated to generate the parental analyte ion. Selected to increase production.
他の実施例では、親アナライトイオンの生成を増大させるようにアナライトをイオン化する方法は、放電チャンバに供給されるプラズマガスと、放電チャンバに供給される電圧とを使用して、放電チャンバ内に維持されるプラズマ放電に、アナライトを導入することを含み、プラズマ放電は、例えば、500sccm以下のプラズマガス流など、任意好適なプラズマガス流量を使用して、放電チャンバ内に維持され、プラズマ放電が、約2000ケルビン以下の平均温度を含む。 In another embodiment, the method of ionizing the analytes to increase the production of parental analyte ions uses the plasma gas supplied to the discharge chamber and the voltage supplied to the discharge chamber to use the discharge chamber. The plasma discharge is maintained in the discharge chamber using any suitable plasma gas flow rate, such as, for example, a plasma gas stream of 500 sccm or less, comprising introducing an analyzer into the plasma discharge maintained therein. The plasma discharge contains an average temperature of about 2000 Kelvin or less.
いくつかの実施例では、プラズマ放電が約2000ケルビン以下の平均温度を含み、プラズマ放電が、500sccm以下のプラズマガス流量で供給されるプラズマガスの存在下で、放電チャンバに供給された電圧を使用して、放電チャンバ内に維持される。 In some embodiments, the plasma discharge comprises an average temperature of about 2000 kelvin or less and the plasma discharge uses the voltage supplied to the discharge chamber in the presence of plasma gas supplied at a plasma gas flow rate of 500 sccm or less. It is then maintained in the discharge chamber.
ある特定の実施例では、放電チャンバは、プラズマ放電イオン化源を使用して、放電チャンバ内にプラズマ放電を提供するために使用するための説明書を備えるキットに詰められてもよい。例えば、本説明書は、エンドユーザが既存の機器を放電チャンバに後付けすることを可能にし得る。 In certain embodiments, the discharge chamber may be packed into a kit with instructions for use to provide plasma discharge within the discharge chamber using a plasma discharge ionization source. For example, this manual may allow the end user to retrofit existing equipment to the discharge chamber.
次に、ある特定の具体的な実施例を記載して、本明細書で記載された技術の新規な態様及び特徴のいくつかをさらに説明する。 Next, some specific embodiments will be described to further describe some of the novel aspects and features of the techniques described herein.
実施例1
図11を参照すると、ステンレス鋼チャンバ1120を備えた放電チャンバの説明図が示されている。ガスクロマトグラフィ(GC)入口1112を、流体移送ライン1114に流体的に結合して、アナライトをGCシステムからチャンバ1120に移送する。プラズマガスが矢印1116の方向にチャンバに入る。電極1118を含むプローブを、DC電源に電気的に結合して、電極に電圧を供給する。プラズマガス及び電極1118を使用して、プラズマ放電1122をチャンバ1120内に維持することができる。GCからのアナライト種をイオン化することができ、アナライト種は出口1124を通ってチャンバ1120を出て行き、下流の質量分析器に提供することができる。
Example 1
With reference to FIG. 11, an explanatory view of the discharge chamber with the
実施例2
図12を参照すると、ステンレス鋼チャンバ1220を備えた放電チャンバの説明図が示されている。ガスクロマトグラフィ(GC)入口1212を、流体移送ライン1214に流体的に結合して、アナライトをGCシステムからチャンバ1220に移送する。プラズマガスは、矢印1216の方向にチャンバに入り、流体移送ライン1214を通り抜けてチャンバ1220に入る。電極1218を含むプローブを、DC電源に電気的に結合して、電極に電圧を供給する。プラズマガス及び電極1218を使用して、プラズマ放電1222をチャンバ1220内に維持することができる。GCからのアナライト種をイオン化することができ、アナライト種は出口1224を通ってチャンバ1220を出て行き、下流の質量分析器に提供することができる。
Example 2
With reference to FIG. 12, an explanatory view of the discharge chamber including the
実施例3
様々なプラズマガスを、そのイオン化ポテンシャルに基づいて選択することができる。表1に、様々なプラズマガスの値を示す。表1では、E*は準安定エネルギを表し、tradは放射寿命を表し、Eiは(原子種または分子種の)イオン化エネルギを表す。
表1
Example 3
Various plasma gases can be selected based on their ionization potential. Table 1 shows the values of various plasma gases. In Table 1, E * represents metastable energy, trad represents radiation lifetime, and E i represents ionization energy (atomic or molecular species).
Table 1
実施例4
図13を参照すると、質量分析器1320の入口に直接結合された放電チャンバ1310の説明図が示されている。放電チャンバ1310の出口を、第1のポンピングステージ1322の入口に直接結合して、出口及び第1のポンピングステージ1322(M0と表記する)を流体的に結合する。第1のポンピングステージ1322を、第2のポンピングステージ1324(M1と表記する)に流体的に結合し、第2のポンピングステージ1324を、第3のポンピングステージ1326(M2と表記する)に流体的に結合する。ポンピングステージのそれぞれを、1つ以上のポンプ(図13に矢印で示す)に流体的に結合して、様々なポンピングステージ内の圧力を低減させることができるが、ステージ1322(M0と表記する)は、必要に応じて、どのポンプにも流体的に結合しなくてもよい。第3のポンピングステージ1326を、第1の四重極Q1、第2の四重極CC、及び第3の四重極Q2を含む3連型四重極アセンブリ1330に流体的に結合する。第2の四重極CCは、衝突四重極として構成することができ、第1の四重極Q1及び第3の四重極Q2は、入射イオンビームからイオンを選択するように構成することができる。検出器(図示せず)をQ2に流体的に結合して、選択したイオンを受け取らせ、存在するイオンの数を決定することができる。質量分析器1330は、図13に示す全てのステージまたは構成要素を含む必要はない。
Example 4
With reference to FIG. 13, an explanatory view of the
実施例5
図14に、電子イオン化を利用したヘキサトリアコンタン(C36H74 MW=506.9)の質量スペクトルを示す。質量スペクトルには前駆イオンが存在しないため、フラグメントイオンを用いた場合にのみ、このアナライトの同定が可能である。図15A〜図15Cは、電子イオン化法を使用したヘキサトリアコンタン(図15A)、テトラコンタン(図15B)及びテトラテトラコンタン(図15C)のスペクトルを示す。質量スペクトルの主要なフラグメントは全て炭化水素のフラグメントであるため、様々な種の同定を困難にしている。
Example 5
FIG. 14 shows the mass spectrum of hexatriacontane (C 36 H 74 MW = 506.9) using electron ionization. Since there are no precursor ions in the mass spectrum, this analyze can be identified only when fragment ions are used. 15A-15C show the spectra of hexatriacontane (FIG. 15A), tetracontane (FIG. 15B) and tetratetracontane (FIG. 15C) using the electron ionization method. The major fragments of the mass spectrum are all hydrocarbon fragments, making it difficult to identify various species.
実施例6
図13に示す放電管及び質量分析器のセットアップを使用して、ヘキサトリアコンタン(C36H74 MW=506.9)の質量スペクトルを取得した。放電を維持するために供給した電圧は約−500ボルトであった。図16Bのスキャンでは、アルゴンを約50sccmの流量でプラズマガスとして使用した。図16A及び図16Bのスキャンでは、ゼロエアを使用した。図16Bに示したスキャンを得るために、アルゴンを衝突ガスとして使用した。結果を図16A及び図16Bに示す。図16Cは、比較のための電子イオン化スキャンを含む。
Example 6
The mass spectrum of hexatriacontane (C 36 H 74 MW = 506.9) was obtained using the discharge tube and mass spectrometer setup shown in FIG. The voltage supplied to maintain the discharge was about -500 volts. In the scan of FIG. 16B, argon was used as the plasma gas at a flow rate of about 50 sccm. Zero air was used in the scans of FIGS. 16A and 16B. Argon was used as the collision gas to obtain the scan shown in FIG. 16B. The results are shown in FIGS. 16A and 16B. FIG. 16C includes an electron ionization scan for comparison.
図16Aを参照すると、Q1MSフルスキャンは、前駆イオン(M+及び/または[M−H]+)の生成が増大したことを示しており、その一方で、従来のEIを使用する場合には、前駆イオンはほとんど観察されない(図16C)。生成イオンスキャン(図16B)もまた、大量の前駆イオンが存在することを示している。前駆イオンの量を増やすことにより、前駆イオンを使用して、サンプル中の分子を同定し、及び/またはサンプル中の分子の量を定量化することができる。 Referring to FIG. 16A, Q1MS full scan shows increased production of precursor ions (M + and / or [MH] + ), while using conventional EI. , Precursor ions are rarely observed (Fig. 16C). The generated ion scan (FIG. 16B) also shows the presence of large amounts of precursor ions. By increasing the amount of precursor ions, the precursor ions can be used to identify the molecules in the sample and / or quantify the amount of molecules in the sample.
本明細書に開示された実施例の要素を持ち出す際に、冠詞「a」、「an」、「the」、及び「said」は、要素の1つ以上が存在することを意味することが意図されている。「comprising(備える)」、「including(含む)」、及び「having(有する)」という用語は、非制限的であることを意図しており、記載された要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味する。本開示の利点を考慮すれば、本例の様々な構成要素を、他の例の様々な構成要素と交換または置換し得ることが、当業者によって認識されるであろう。 In bringing up the elements of the examples disclosed herein, the articles "a", "an", "the", and "said" are intended to mean that one or more of the elements are present. Has been done. The terms "comprising", "inclusion", and "having" are intended to be non-restrictive and there may be additional elements other than those described. Means that. Given the advantages of the present disclosure, it will be appreciated by those skilled in the art that the various components of this example can be replaced or replaced with the various components of other examples.
特定の態様、実施例、及び実施形態を上で説明したが、本開示の利点を考慮すると、開示された例示的な態様、実施例、及び実施形態の追加、置換、修正、及び変更が可能であることが、当業者によって認識されるであろう。 Specific embodiments, examples, and embodiments have been described above, but given the advantages of the present disclosure, the disclosed exemplary embodiments, examples, and embodiments may be added, replaced, modified, and modified. Will be recognized by those skilled in the art.
Claims (50)
導電性エリアを備え、
前記放電チャンバが、前記放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成されており、
前記放電チャンバが、
プラズマガスを受け入れるように構成された少なくとも1つの入口と、
前記放電チャンバからイオン化されたアナライトを提供するように構成された少なくとも1つの出口と
を備える、前記プラズマ放電イオン化源。 A plasma discharge ion source with a discharge chamber
With a conductive area,
The discharge chamber is configured to maintain plasma discharge within the discharge chamber.
The discharge chamber
With at least one inlet configured to receive plasma gas,
The plasma discharge ionization source comprising at least one outlet configured to provide ionized analysts from the discharge chamber.
前記第1の電極が、電源に電気的に結合するように構成されている、請求項1に記載のプラズマ放電イオン化源。 A first electrode electrically coupled to the discharge chamber is further provided.
The plasma discharge ion source according to claim 1, wherein the first electrode is configured to be electrically coupled to a power source.
前記少なくとも1つの湾曲部が、前記少なくとも1つの出口を通って前記放電チャンバを出る準安定原子及び自由電子及び光子の数を減らすように構成されている、請求項1に記載のプラズマ放電イオン化源。 At least one curved portion is further provided between the at least one inlet and the at least one outlet.
The plasma discharge ionization source according to claim 1, wherein the at least one curved portion is configured to reduce the number of semi-stable atoms and free electrons and photons exiting the discharge chamber through the at least one outlet. ..
前記第2の入口が、アナライトを含むサンプルを前記放電チャンバに供給するように構成されている、請求項3に記載のプラズマ放電イオン化源。 Further provided with a second entrance separate from the entrance
The plasma discharge ion source according to claim 3, wherein the second inlet is configured to supply a sample containing an analite to the discharge chamber.
前記第2の放電チャンバが、前記第2の放電チャンバの入口区域と出口区域との間に少なくとも1つの湾曲部を備える、請求項5に記載のプラズマ放電イオン化源。 A second discharge chamber fluidly coupled to the discharge chamber is further provided.
The plasma discharge ionization source according to claim 5, wherein the second discharge chamber includes at least one curved portion between an inlet area and an outlet area of the second discharge chamber.
前記放電チャンバが、少なくとも1つの入口と、少なくとも1つの出口とを備え、
前記プラズマ放電が、前記放電チャンバの前記少なくとも1つの入口を通して前記放電チャンバ内に導入されたプラズマガスの存在下で、前記第1の電極に電圧を供給することにより、前記放電チャンバ内に維持される、前記方法。 A method comprising ionizing the analysts by introducing them into a plasma discharge maintained in a discharge chamber comprising a first electrode.
The discharge chamber comprises at least one inlet and at least one outlet.
The plasma discharge is maintained in the discharge chamber by supplying a voltage to the first electrode in the presence of plasma gas introduced into the discharge chamber through at least one inlet of the discharge chamber. The above method.
前記無線周波数電流の無線周波数範囲が、約100Hz〜約10MHzである、請求項22に記載の方法。 Further including supplying a radio frequency current to the first electrode,
22. The method of claim 22, wherein the radio frequency range of the radio frequency current is from about 100 Hz to about 10 MHz.
前記第3の区域の平均内径が、前記第2の区域の平均内径よりも大きい、請求項21に記載の方法。 The discharge chamber in a first area adjacent to the at least one inlet, a third area adjacent to the at least one outlet, and a second area between the first area and the third area. Including further configuring
21. The method of claim 21, wherein the average inner diameter of the third area is larger than the average inner diameter of the second area.
第2のアナライトを前記放電チャンバに導入する前に、前記イオン化されたアナライトが、前記少なくとも1つの出口を通って前記放電チャンバを出るのを可能にすることと、
前記第2のアナライトを前記放電チャンバに導入して、前記導入された第2のアナライトを、前記第1のプラズマガスとは異なる第2のプラズマガスを使用してイオン化することと
をさらに含む、請求項21に記載の方法。 Introducing the analysts into the discharge chamber and ionizing the introduced analysts using a first plasma gas.
Allowing the ionized analyst to exit the discharge chamber through the at least one outlet prior to introducing the second analyst into the discharge chamber.
Further, the introduction of the second announcer into the discharge chamber and ionization of the introduced second analyze using a second plasma gas different from the first plasma gas. 21. The method of claim 21.
前記第3のアナライトを前記放電チャンバに導入して、前記導入された第3のアナライトを、前記第1のプラズマガス及び前記第2のプラズマガスとは異なる第3のプラズマガスを使用してイオン化することと
をさらに含む、請求項33に記載の方法。 Allowing the ionized second analyst to exit the discharge chamber through the at least one outlet before introducing the third analyst into the discharge chamber.
The third analyst is introduced into the discharge chamber, and the introduced third analyst is used as the first plasma gas and a third plasma gas different from the second plasma gas. 33. The method of claim 33, further comprising ionizing the plasma.
前記第1のプラズマガス、前記第2のプラズマガス及び前記第3のプラズマガスのそれぞれが、異なる組成物を含む、請求項34に記載の方法。 Each of the first plasma gas, the second plasma gas and the third plasma gas is helium, neon, argon, krypton, xenone, nitrogen, nitrogen monoxide, ammonia, oxygen, air, compressed air, hydrogen. , Independently selected from the group consisting of methane, carbon monoxide, carbon dioxide, and nitrogen dioxide,
34. The method of claim 34, wherein each of the first plasma gas, the second plasma gas and the third plasma gas comprises a different composition.
第2のアナライトを前記放電チャンバに導入する前に、前記イオン化されたアナライトが、前記少なくとも1つの出口を通って前記放電チャンバを出るのを可能にすることと、
前記第2のアナライトを前記放電チャンバに導入して、前記導入された第2のアナライトを、前記第1の電圧とは異なる第2の電圧を使用してイオン化することと
をさらに含む、請求項21に記載の方法。 The analysis is introduced into the discharge chamber and the introduced analysis is ionized using a first voltage supplied to the at least one electrode.
Allowing the ionized analyst to exit the discharge chamber through the at least one outlet prior to introducing the second analyst into the discharge chamber.
Further comprising introducing the second analyst into the discharge chamber and ionizing the introduced second analyst using a second voltage different from the first voltage. 21. The method of claim 21.
前記第3のアナライトを前記放電チャンバに導入して、前記導入された第3のアナライトを、前記第1の電圧及び前記第2の電圧とは異なる第3の電圧を使用してイオン化することと
をさらに含む、請求項36に記載の方法。 Allowing the ionized second analyst to exit the discharge chamber through the at least one outlet before introducing the third analyst into the discharge chamber.
The third analyst is introduced into the discharge chamber and the introduced third analyst is ionized using a third voltage different from the first voltage and the second voltage. 36. The method of claim 36, further comprising:
前記第2の放電チャンバが、第2の電極に電気的に結合されており、
前記第2の放電チャンバが、少なくとも1つの入口と、少なくとも1つの出口とを備えており、
プラズマ放電が、プラズマガスの存在下で前記第2の電極に電圧を供給することにより、前記第2の放電チャンバ内に維持される、請求項21に記載の方法。 Further comprising coupling the discharge chamber to a second discharge chamber
The second discharge chamber is electrically coupled to the second electrode.
The second discharge chamber comprises at least one inlet and at least one outlet.
21. The method of claim 21, wherein the plasma discharge is maintained in the second discharge chamber by supplying a voltage to the second electrode in the presence of plasma gas.
請求項1〜20のいずれかに記載の前記プラズマ放電イオン化源を使用して、前記放電チャンバ内にプラズマ放電を提供するための説明書と
を備える、キット。 The plasma discharge ionization source according to any one of claims 1 to 20 and
A kit comprising the instructions for providing plasma discharge into the discharge chamber using the plasma discharge ion source according to any one of claims 1-20.
放電チャンバ内にプラズマ放電を維持するように構成されている前記放電チャンバを提供することであって、
前記放電チャンバが、電源に結合するように構成された少なくとも1つの電極に電気的に結合するように構成されており、
前記放電チャンバがさらに、少なくとも1つの入口と少なくとも1つの出口とを備える、
前記放電チャンバを提供することを含み、
前記放電チャンバが、前記少なくとも1つの電極に供給される電圧を使用して、前記放電チャンバ内で前記プラズマ放電を維持するように構成されている、前記方法。 It ’s a way to promote the ionization of analite.
To provide said discharge chamber that is configured to maintain plasma discharge within the discharge chamber.
The discharge chamber is configured to electrically couple to at least one electrode that is configured to couple to a power source.
The discharge chamber further comprises at least one inlet and at least one outlet.
Including providing the discharge chamber
The method, wherein the discharge chamber is configured to maintain the plasma discharge within the discharge chamber using a voltage supplied to the at least one electrode.
500sccm以下のプラズマガス流量を使用することにより、放電チャンバ内で生成されたプラズマ放電に前記アナライトを導入した後、前記アナライトのイオン化から生成された親アナライトイオンのピーク強度を測定することを含み、
前記プラズマガスが、前記生成されたプラズマ放電を使用して、前記親アナライトイオンの生成を増大させるように選択される、前記方法。 A method of quantifying analysts in a sample
By using a plasma gas flow rate of 500 sccm or less, after introducing the allate into the plasma discharge generated in the discharge chamber, the peak intensity of the parent analite ion generated from the ionization of the allate is measured. Including
The method, wherein the plasma gas is selected to use the generated plasma discharge to increase the production of said parental analite ions.
放電チャンバに供給されるプラズマガスと、前記放電チャンバに供給される電圧とを使用して、前記放電チャンバ内に維持されるプラズマ放電に、前記アナライトを導入することを含み、
前記プラズマ放電は、200sccm以下のプラズマガス流を使用して、前記放電チャンバ内に維持され、
前記プラズマ放電が、約2000ケルビン以下の平均温度を含む、前記方法、 A method of ionizing an analysis to increase the production of parental analysis ions.
The plasma gas supplied to the discharge chamber and the voltage supplied to the discharge chamber are used to introduce the analysts into the plasma discharge maintained in the discharge chamber.
The plasma discharge is maintained in the discharge chamber using a plasma gas stream of 200 sccm or less.
The method, wherein the plasma discharge comprises an average temperature of about 2000 Kelvin or less.
前記プラズマ放電が、200sccm以下のプラズマガス流量で供給されるプラズマガスの存在下で、放電チャンバに供給された電圧を使用して、前記放電チャンバ内に維持される、前記プラズマ放電。 A plasma discharge containing an average temperature of about 2000 Kelvin or less.
The plasma discharge, wherein the plasma discharge is maintained in the discharge chamber using the voltage supplied to the discharge chamber in the presence of plasma gas supplied at a plasma gas flow rate of 200 sccm or less.
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